Koldioxidavskiljning och lagring (CCS)

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Geologisk lagring av koldioxid, Carbon Capture and Storage, CCS, är en teknik där koldioxid från större punktutsläpp av koldioxid, såsom kolkraftverk, gaskraftverk, stålverk och cementindustrier, avskiljs från rökgaser och lagras i geologisk formationer djupt under markytan eller havsbottnen.[1] Det är ett sätt att minska de antropogena koldioxidutsläppen till atmosfären, vilka annars bidrar till global uppvärmning och de konsekvenser som följer.

2009 presenterade EU ett direktiv angående geologisk lagring av koldioxid. Detta implementerades i svenska lag i juni 2011, genom ett allmänt svenskt förbud till lagring. I juni 2012 fattade riksdagen beslut om den nya lagstiftningen som rör geologisk lagring av koldioxid. Från och med januari 2013 regleras geologisk lagring av koldioxid i svensk lag genom miljöbalken.

Genom att lagra koldioxid från biomassa med BECCS-teknik från punktkällor såsom etanolfabriker, pappersmassabruk och bioenergiverk, kan minusutsläpp av koldioxid uppstå, vilket innebär ett nettoutflöde av koldioxid ur atmosfären.[2][3]

FN:s klimatpanel IPCC såväl som Internationella energirådet IEA och OECD har visat att geologisk lagring av koldioxid är en nyckelteknologi för att kunna nå viktiga klimatmål.[1][4] Även koldioxidlagring i kombination med biomassa (BECCS) är avgörande för att kunna nå inte bara 350 ppm-målet (vilket är lägre än dagens koncentration), utan även 450 ppm-målet och 2-gradersmålet.[5]

I december 2012 offentliggjorde Naturvårdsverket en rapport om Sveriges långsiktiga klimatstrategier. I rapporten framhålls betydelsen av koldioxidlagring, både på fossila och biogena utsläppskällor, för att Sverige skall kunna nå noll i nettoutsläpp år 2050.[6]

Tekniken[redigera | redigera wikitext]

Tekniken för koldioxidlagring består av tre delmoment: avskiljning, transport och lagring.[7]

Avskiljning[redigera | redigera wikitext]

För avskiljning av koldioxid har det funnits användbar teknik länge. Vid avskiljningen kan rökgaserna till exempel tvättas med ammoniak, varvid ammoniumkarbonat bildas, som sedan under upphettning delas upp i ammoniak, koldioxid och vattenånga. Ammoniaken kan sedan återanvändas. Om koldioxiden skall infångas från en förbränningsprocess kan en annan teknik användas där förbränning sker i rent syre. Denna metod kallas för oxy-fuel-teknik. Det finns även andra tekniker såsom så kallad chemical looping, pre-combustion capture m.fl.[8]

Transport[redigera | redigera wikitext]

Med hjälp av kompressorer skapas ett så högt tryck så att koldioxiden når ett superkritiskt tillstånd som gör att den får egenskaperna av en vätska, dvs uppför sig som en flytande vätska. Den kan därefter transporteras i rörledningar eller med båt (och i småskaliga anläggningar med lastbil) till lagringsplatsen.[1]

Lagring[redigera | redigera wikitext]

Lagringsplatsen för koldioxid finns i främst den sedimentära berggrunden på minst 800 meters djup eftersom det där råder tryck- och temperaturförhållanden som gör att koldioxiden fortsatt håller sig i superkritiskt tillstånd flytande. Lagring kan ske på olika platser där kanske de mest aktuella är tömda olje och gasfält, djupa saltvattensakviferer och djupt liggande kolflötslar. En förutsättning för att kunna lagra koldioxid är att det vid lagringsplatsen finns en takbergart som förhindrar att koldioxiden läcker upp till markytan. Takbergarten består av ett tätt lager, som till exempel skiffer eller lera, som förhindrar att koldioxiden kan migrera uppåt och läcka upp till markytan eller havsbottnen.

Enligt geologiska modelleringar och observationer av platser där det naturligt finns koldioxid i marken förväntas koldioxiden ligga kvar i miljontals år.[1] [9]

Djupa saltvattensakviferer[redigera | redigera wikitext]

Vid geologisk lagring av koldioxid i djupa saltvattensakviferer injekteras koldioxiden ner till en lämplig geologisk formation på ett djup av minst 800 meter. Detta kan till exempel vara en porös och permeabel sandsten. Väl nere i akviferen reagerar koldioxiden på olika sätt. Dels sker det en kemisk reaktion med den salta formationsvätskan där koldioxiden löses upp, men det finns också en långsammare process där koldioxiden reagerar med olika ämnen i den geologiska formationen och bildar nya mineral.

Tömda olje- och gasfält[redigera | redigera wikitext]

Förutsättningarna för lagring i tömda olje- och gasfält är liknande de som för djupa saltvattensakviferer. Fördelen med dessa områden är att det redan finns detaljerad geologisk information som använts vid prospektering och utvinning av olja och naturgas. Dessa platser har också redan visat att det finns en säker takbergart eftersom de tidigare fungerat som lager åt kolväten.

Djupa kolflötslar[redigera | redigera wikitext]

Vid lagring av koldioxid i djupa kolflötslar adsorberar koldioxiden på kolet och binds därmed till bergarten.


Anläggningar[redigera | redigera wikitext]

Redan idag (maj 2012) finns åtta storskaliga anläggningar för koldioxidlagring runt om i världen och ytterligare sex är under uppbyggnad.[10] Lagringstekniken som används för att injektera koldioxid har använts inom petroleumindustrin med start i USA på 1970-talet. Då främst för att skapa ett högre tryck i olje- och gaskällorna och därmed lättare få upp oljan och gasen.

Sleipner[redigera | redigera wikitext]

Sedan 1996 har Statoil använt sig av koldioxidavskiljning vid Sleipnerfyndigheten vid Utsira i Nordsjön. Där separeras 2800 ton koldioxid varje dag från naturgasen och pumpas sedan ner i sandstensformationen.[11] Totalt har mer än 10.000.000 ton koldioxid lagrats sedan starten av projektet.

Decatur[redigera | redigera wikitext]

I delstaten Illinois i USA finns världens första storskaliga anläggning för minusutsläpp av koldioxid, baserad på BECCS-tekniken, där bland annat det svenska företaget Biorecro deltar. Sedan den 4:e november 2011 lagras där 300 000 ton koldioxid per år. År 2013 kommer denna kapacitet att ha byggts ut till 1 000 000 ton per år.[12][13]

Schwarze Pumpe[redigera | redigera wikitext]

Vattenfall beslutade år 2005 att bygga en försöksanläggning för CCS i Tyskland, tillsammans med ett mindre kolkraftverk på 30 MW, nära Vattenfall-ägda kolkraftverket Schwarze Pumpe på 1600 MW.[14] Anläggningen invigdes den 9 september 2008 [15] och totalt har 1 515 ton koldioxid från testanläggningen transporterats till och lagrats i en salin akvifer under den tyska orten Ketzin.[16]

CCS-tekniken ifrågasätts[redigera | redigera wikitext]

Studier, presenterade i tidskriften Environmental Research Letters 7 (2012), som undersökt resultatet på uppvärmningen av olika miljöinsatser ifrågasätter om det inte är bättre att satsa på annan miljöteknik är CSS. Livscykelanalys på CCS-anläggningar visar att det kräver så mycket koldioxid att konstruera, och fortsätta driva med kol eller naturgas, att det tar hundratals år innan man sparat ihop den koldioxid som går åt för att skapa och drifta anläggningen.[17][citat från källa efterfrågat] Denna slutsats stöds inte av organisationer såsom exempelvis FN:s klimatpanel IPCC, vilka betonar betydelsen av koldioxidlagring (CCS) för att nå ambitiösa klimatmål.[18]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ [a b c d] FN:s klimatpanels rapport om koldioxidlagring, 2005 IPCC special report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by working group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Metz, B., O.Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, and L.A. Meyer (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp. Available in full at www.ipcc.ch (PDF - 22.8MB)
  2. ^ ”BECCS som klimatåtgärd - En rapport om koldioxidlagring från biomassa i ett svensk-norskt perspektiv” (PDF). Biorecro. 2010. http://biorecro.se/BECCS_Rapport_100922_Biorecro.pdf. Okänd parameter author
  3. ^ ”Sverige kan bli bäst på minusutsläpp”. Sveriges Television. 2010. http://svt.se/svt/jsp/Crosslink.jsp?d=108068&a=2169072. 
  4. ^ ”IEA Technology Roadmap Carbon Capture and Storage 2009”. OECD/IEA. 2009. https://www.iea.org/papers/2009/CCS_Roadmap.pdf. Läst 22 oktober 2010. 
  5. ^ ”OECD Environmental Outlook to 2050, Climate Change Chapter, pre-release version”. OECD. 2011. http://www.oecd.org/dataoecd/32/53/49082173.pdf. Läst 16 januari 2012. 
  6. ^ ”Underlag till en färdplan för ett Sverige utan klimatutsläpp 2050”. Naturvårdsverket. 2012. http://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer6400/978-91-620-6537-9.pdf. Läst 29 december 2012. 
  7. ^ Ekström, Clas (2004). ”CO2-lagring i Sverige” (PDF). Elforsk. http://elforsk.se/Rapporter/?download=report&rid=04_27_. Okänd parameter medförfattare
  8. ^ Grönkvist, Stefan, Grundfelt, Ellinor and Sjögren, Helena (2008): “CO2-avskiljning i Sverige”, Naturvårdsverket and Ångpanneföreningens Forskningsstiftelse
  9. ^ IEA GHG R&D Programme, 2009, "Natural and Industrial Analogues for Geological Storage of Carbon Dioxide" [1]
  10. ^ Global CCS Institute, "The Global Status of CCS: 2011"
  11. ^ [2] Tekniken som ska lyfta Statiol, Ny Teknik
  12. ^ ”Världens första minusutsläpp”. Sveriges Television Vetenskap. 2011. http://svt.se/2.108068/1.2596746/varldens_forsta_minusutslapp. 
  13. ^ Biorecro, BECCS-projekt”. Biorecro. 2012. http://biorecro.se/?page=beccs_projects. Läst 2012-05-13. 
  14. ^ [3] Vattenfalls informationssida
  15. ^ [4] Vattenfalls pressinbjudan till invigningen
  16. ^ ”Storage of CO2 from Schwarze Pumpe”. Forschungsprojekt CO2MAN. 2011. http://www.co2ketzin.de/en/co2man-research-project/news/article/versuch-zur-co2-speicherung-aus-schwarze-pumpe-erfolgreich-abgeschlossen.html. Läst 2012-05-13. 
  17. ^ Myhrvold N P and Caldeira K, Greenhouse gases, climate change and the transition from coal to low-carbon electricity, Environ. Res. Lett. 7 (2012) doi:10.1088/1748-9326/7/1/014019
  18. ^ ”IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007”. FN:s klimatpanel IPCC. 2007. http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg3/en/spmsspm-d.html. Läst 2012-12-29.