CO2-fangst, -lagring og -udnyttelse

Niveauet af CO₂ i atmosfæren er det højeste siden 1800-tallet. Det skyldes udledning af CO2 fra afbrændingen af fossile brændstoffer.

CO₂ er en klimagas, der bidrager til den globale opvarmning. Teknologier til at fange CO2 og lagre den i undergrunden er derfor interessante, fordi de kan bidrage til at reducere CO2-udledningen.

Teknologierne bag CO₂-fangst og lagring eksisterer allerede i dag, så nu handler det om at få testet og bragt dem op i stor skala. Derudover kan CO₂ anvendes til at producere blandt andet grønne brændstoffer, kemikalier og proteiner.

Hvad er CO₂-fangst, -lagring og -udnyttelse?

Fangst og lagring af CO₂ bliver forkortet CCS (Carbon Capture and Storage). Hvis man anvender CO₂’en tilføjes et ”u” for utilization: CCUS. Anvendelse af CO₂ er interessant fordi kulstof forventes at blive en værdifuld ressource. Kulstoffet skal derfor ikke kun lagres, men også bruges som led i klimaindsatsen.

Alle CO₂-holdige gasser kan behandles med CO₂-fangst. Det gælder fx for biogas, røggas fra kraftvarmeanlæg, affaldsforbrænding og generel industri. Det gælder også luft fra atmosfæren.

I øjeblikket bliver CO₂ typisk fanget i en væske. Væsken behandles enten med varme eller elektricitet for at afgive CO₂’en, der derefter kan lagres i undergrunden. Det sker ved, at CO2’en bliver pumpet ned i undergrundens mange små hulrum, mens lerlaget ovenover fungerer som et låg.

Beregninger fra De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, GEUS har vist, at undergrunden i Danmark formentlig kan lagre op til 22 mia. ton (GT) CO₂. Det svarer til mellem 500 og 1000 års samlet dansk udledning på nuværende niveau. Derfor arbejder man på at komme i gang med at lagre CO₂ i Danmark.

I stedet for at lagre CO₂’en, vil kulstoffet (C) fra den i stedet kunne udvindes. Kulstof kan udnyttes til andre formål som fx at producere kemikalier og på sigt også grønne brændstoffer i power-to-X processer.

Se mere om Power-to-X.

På DTU arbejder forskere med, hvordan CO₂ mest effektivt kan fanges og lagres, men også udnyttes som ressource i fremtiden.

Hvordan fanger, lagrer og udnytter man CO2?

CO2 kan fanges ved at behandle røggas med en væske. Dette foregår i en slags filter kaldet en skrubber. Her vaskes gassen med væsken, idet væsken hældes ud over en struktur med stor overflade som gassen passerer forbi. CO2’en opløses i væsken og dermed renses gassen.

Det er den teknologi der lige nu bliver testet på forbrændingsanlægget Amager Bakke. Her er opstillet et pilotanlæg til CO₂ fangst hvor CO₂’en fanges i en væske. Væsken opvarmes herefter til 105 grader, hvorved CO₂’en frigives fra væsken. CO₂’en kan herefter opsamles og enten lagres eller anvendes.

Det er også muligt at fange CO₂’en direkte fra luften. Denne teknologi kaldes Direct Air Capture (DAC). Overordnet set er CO₂ fangst og DAC den samme teknologi. CO₂ fangst anlægget på Amager Bakke vil således også kunne benyttes til at fange CO₂ fra atmosfærisk luft. Der er dog en række forhold der gør sig gældende når man skal fange CO₂ direkte fra luften, blandt andet størrelse og afdampning af vand. Disse forhold gør, at andre teknologier kan være bedre egnet til at fange CO₂ fra atmosfæren. DAC er endnu en dyr måde at fange CO₂ på, men der findes en række demonstrationsprojekter bl.a. Climeworks ORCA anlæg på Island.

I forhold til alle CO₂ fangst-metoder er mere forskning nødvendig for at vise, hvordan energiforbruget kan bringes ned, så CO₂-fangsten ikke udleder mere CO₂ end selve industriprocessen eller kraftvarmeværket. Det kunne fx være gennem brug af varmepumper til at minimere den mængde energi, der bliver brugt i processen, eller ved at optimere sammensætningen af de kemiske væsker, der bruges til at fange CO₂.

Det skal forskning fra DTU være med til at finde ud af. DTU har bl.a. udviklet et mobilt anlæg, der kan fange CO₂ fra biogasanlæg og kraftværker. Derudover er DTU en af parterne i det CO₂ fangst-pilotanlægget ved Amager Bakke. Begge anlæg bliver brug til at indhente vigtige erfaringer fra driften, så CO₂ fangst-metoderne kan optimeres.

LÆS OGSÅ: CO₂-fangst - på en gang klimagevinst og god forretning.

I forhold til lagring af CO₂ i undergrunden, arbejder De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, GEUS, sammen med DTU om at afdække de tekniske potentialer for at lagre CO₂ ved at pumpe det ned i den danske undergrund.

Beregninger fra GEUS har vist, at undergrunden formentlig kan indeholde op til 22 mia. ton (GT) CO₂. Det svarer til mellem 500 og 1000 års samlet dansk udledning på nuværende niveau.

I forhold til udnyttelse kan CO₂ bruges i power-to-x processer til at producere grønne brændstoffer. Eksempelvis er det muligt via elektrolyse at omdanne strøm fra vindmøller og solceller til grøn brint og derefter fremstille gasser og flydende brændsler ved at tilsætte brinten kulstof fra CO₂ (Power-to-X). Teknologierne er dog endnu på et tidligt stadie. 

LÆS OGSÅ: Power to X kræver en stor forskningsindsats.

Hvorfor skal CO2 fanges og lagres?

Interessen for CO₂-fangst har været stigende siden FN’s klimapanel i 2018 gik ud med budskabet om, at CO₂-fangst ikke er til at komme udenom, hvis vi skal begrænse global opvarmning.

Niveauet af CO₂ i atmosfæren er det højeste siden 1800-tallet på grund af forbrænding af fossile brændstoffer. Der er generel enighed om, at atmosfærisk CO₂ er hovedårsag til global opvarmning.

Langt de fleste lande har tilmeldt sig Parisaftalen, der betyder, at den globale temperaturstigning skal holdes under 1,5 grader C. For at kunne nå det skal den nuværende udledning af CO₂ og andre drivhusgasser nedbringes.

Den danske regering har derfor forpligtet sig til et klimamål om at reducere CO₂-udledningen med 70 procent inden 2030, og inden 2050 skal udledningen være nul.

Forskning og videreudvikling af CO₂-fangst, lagring og anvendelse er afgørende for at nå disse mål.

LÆS OGSÅ: CO₂ skal fanges og udnyttes.

Hvad er perspektiverne?

Frem mod Danmarks klimapolitiske mål om at nedbringe CO₂ udledningerne med 70 procent inden 2030 arbejder forskerne sammen med industri og myndigheder på at udvikle og teste de allerede kendte teknologier til fangst og lagring, så de kan nå op i stor skala og bidrage hurtigst muligt med den nødvendige reduktion.

Samtidig forskes der i, hvordan teknologierne kan blive så bæredygtige og effektive som muligt. Eksempelvis har nogle af de nyeste avancerede fangstteknologier ulemper med hensyn til høj temperatur og tryk og brug af opløsningsmidler og andre kemikalier. Her skal der på den lange bane udvikles mere miljøvenlige løsninger, der involverer eksempelvis enzymteknologi og mikrobiel bioteknologi.

På længere sigt skal systemerne til at fange, lagre og anvende CO₂ i Danmark være en integreret del af et grønt energisystem, da det at fange CO₂ er ret energikrævende. Fremtidens fangst skal køre på grøn strøm og indgå som i led i elektrificeringen af samfundet.

Frem mod 2050 forventes det, at forskningen er så langt, at CO₂ bliver et råmateriale til produktion af bæredygtige brændstoffer. Derfor skal der planlægges i infrastruktur og sikker transport af fanget CO₂, men også i integration med brintlagring og Power-to-X produktionsfaciliteter.

På endnu længere sigt bliver der også behov for at udvikle teknologier til direkte luftfangst af CO₂, da de nuværende teknologier alle er målrettet de steder, hvor CO₂ bliver genereret til, såsom energiproducerende anlæg, industri osv.

LÆS OGSÅ: National strategi for Power-to-X haster.