Meld. St. 9 (2010–2011)

Fullskala CO2-håndtering

Til innholdsfortegnelse

5 Teknologi, kunnskap og kompetanse

Kapittel 5.1 gir en gjennomgang av teknologistatus for fangst, transport og lagring av CO2, og drøfter noen viktige teknologiske og kunnskapsmessige utfordringer på kortere og lengre sikt. Kapittel 5.2 og 5.3 omhandler tiltak fra myndighetene for å bidra til teknologiutvikling og økt kunnskap og kompetanse, henholdsvis gjennom forsknings- og demonstrasjonsprogrammet CLIMIT og gjennom forskningssentre for miljøvennlig energi (FME).

5.1 Teknologistatus

CO2‐håndtering omfatter teknologi for fangst, transport og lagring av CO2 fra kraftproduksjon eller industrielle prosesser.

5.1.1 Teknologier for fangst av CO2

Fossil kraftproduksjon er forbundet med store utslipp av CO2. For å håndtere disse utslippene vil det være behov for utvikling, utprøving og forbedring av ulike CO2-fangstteknologier. For storskala fangst av CO2 er det i hovedsak tre konsepter som er mest aktuelle. De deles inn avhengig av hvor i prosessen CO2 fanges: Fangst før forbrenning, fangst etter forbrenning og fangst knyttet til forbrenning med ren oksygen.

En felles utfordring for de tre konseptene er å få redusert kostnadene og energiforbruket ved fangst av CO2. Dette krever målrettet forskning, utvikling og demonstrasjon. Fangst av CO2 innbefatter store investeringer og fører til økte driftskostnader for kraftverket. Kostnadene må derfor reduseres både for fangstprosessen og i forbindelse med oppføringen av anlegget. Planlegging og bygging av de første fullskala fangstanleggene vil gi erfaring som bidrar til å redusere investeringskostnadene.

Fangst av CO2 er energikrevende. Kullkraftverk har med dagens teknologi en elektrisk virkningsgrad1 på 45-47 prosent2. Gasskraftverk med en kombinasjon av gass- og dampturbiner har en tilsvarende virkningsgrad på 58-59 prosent. Med CO2-håndtering vil virkningsgraden for begge typer kraftverk falle med 10 prosentpoeng eller mer. Dette bidrar til å heve energikostnadene til kraftverket betydelig. Reduksjon av energibruket knyttet til CO2-håndtering er derfor en sentral utfordring.

De tre ulike konseptene for fangst av CO2 er nærmere beskrevet under. For hvert utviklingsløp blir ulike utfordringer listet opp. Det vises også til prosjekteksempler under kapittel 5.2.

CO2 fanges etter forbrenning (post-combustion)

Ved forbrenning av fossile brensler dannes røykgass som inneholder CO2. Ved denne fangstprosessen blir CO2 fjernet fra røykgassen etter forbrenningen av det fossile brenslet (figur 5.1). Mengden CO2 i røykgassen fra kraftverk kan variere fra 3-4 prosent for gasskraftverk til 12-15 prosent for kullkraftverk. Røykgass fra kraftverket/røykkilden ledes inn i bunnen av en stor tårnformet tank, som kalles absorbsjonskolonne. På toppen av tårnet sprøytes det inn en væske som ofte kalles «solvent». I et aminanlegg er solventen en blanding av vann og amin. På vei nedover i tårnet møter solventen røykgassen på vei oppover og solventen fanger opp/absorberer CO2 i røykgassen. Et anlegg kan fange omtrent 80-90 prosent av CO2 i røykgassen. Resten av røykgassen slippes ut til omgivelsene på toppen av tårnet. Når solventen når bunnen av tårnet er den anriket med CO2 og pumpes videre til toppen av et annet tårn som kalles desorbsjonskolonne. Her varmes solventen opp. Dette krever mye energi. Da skilles CO2 fra solventen og går over til gassform igjen. CO2 stiger opp til toppen av desorbsjonskolonnen og går videre til kompresjon for transport til lagring. Solventen renner ned til bunnen av desorbsjonskolonnen og pumpes tilbake til absorbsjonskolonnen.

Selve fangstprosessen er adskilt fra kraftverket/røykkilden. Fangstanlegget er derfor egnet for etterinstallering på eksisterende kraftverk og industrikilder. Kraftverket og industriprosessen påvirkes i liten grad av fangstanlegget og kan derfor teknisk sett drives selv om fangstanlegget skulle være ute av drift. Bruken av aminer for absorpsjon av CO2 er en moden og velkjent teknologi for bruk i lukkede og trykksatte anlegg av mindre størrelse. CO2 fangst etter forbrenning er regnet som den mest modne teknologien for storskala fangst av CO2 fra røykgass.

Fangst av CO2 fra røykgasser er kun utført i anlegg av mindre skala og i pilot- og demonstrasjonsanlegg. Fangstanlegget for gasskraftverket på Mongstad vil bli 10 til 20 ganger større enn de største anlegg som er bygget til nå. Erfaring fra bygging av store prosessanlegg viser at et slikt stort sprang i størrelse tar tid å løse, selv om teknologien og prosessen er kjent. Utfordringer knyttet til oppskalering, teknologikvalifisering, tilknytning til eksisterende anlegg med videre er nærmere beskrevet i kapittel 3.

Figur 5.1 viser prosessen for fangst ved etter-forbrenning.

Figur 5.1 viser prosessen for fangst ved etter-forbrenning.

Kilde: Gassnova

Utfordringer ved etter-forbrenning:

  • Høyt energiforbruk og høye investerings- og driftskostnader.

  • Fangstanlegg krever stor plass, siden store volumer med røykgass skal håndteres. Dette er særlig en utfordring ved ettermontering på eksisterende industrianlegg.

  • Usikkerhet vedrørende helse- og miljøkonsekvenser ved utslipp av aminer til luft.

CO2 fanges før forbrenning (pre-combustion)

Fossile brensler består av karbon og hydrogen. Ved pre-combustion fjernes karbonet før forbrenningen, slik at hydrogenet kan forbrennes og generere elektrisk kraft uten CO2-utslipp. Først blandes brensel og vanndamp i en reformer og omdannes til hydrogen og CO2 (figur 5.2). Reformeringsanlegg er kjent og moden teknologi fra gjødsel- og metanolproduksjon, og brukes blant annet i Yaras anlegg på Herøya og på Statoils metanolanlegg på Tjeldbergodden.

CO2 separeres fra hydrogen i en prosess som likner på CO2-fangst fra røykgass etter forbrenning, men fangstprosessen skjer under høyt trykk og ved høyere konsentrasjoner av CO2 (15-40 prosent). Størrelsen til fangstanlegget og energiforbruket kan da være relativt mindre enn ved CO2-fangst etter forbrenning. Hydrogenet brennes i en gassturbin som genererer elektrisk kraft. Dette gir ingen CO2-utslipp, kun vanndamp.

Figur 5.2 viser prosessen for før-forbrenningsteknologien.

Figur 5.2 viser prosessen for før-forbrenningsteknologien.

Kilde: Gassnova

Utfordringer ved før-forbrenning:

  • Teknologien er ikke egnet for ettermontering.

  • Krever teknologiutvikling for å få til forbrenning av hydrogen i gassturbin med høy virkningsgrad og lave utslipp av NOX3 .

  • Høyt energiforbruk ved omdanning av det fossile brenslet til hydrogen og CO2

Forbrenning med ren oksygen (oxyfuel)

Med denne metoden forbrennes brenselet med rent oksygen i stedet for luft (figur 5.3). Oksygen kan produseres i et anlegg som separerer oksygen fra luft. Luftseparasjon er velkjent og moden teknologi, men prosessen er energikrevende. Ved forbrenning med ren oksygen dannes kun CO2 og vanndamp. Vanndampen i røykgassen skilles siden ut ved å kjøle ned røykgassen i en kondensator. Resten av røykgassen er nesten ren CO2, noe som gir prosessen en høy fangstgrad av CO2 sammenliknet med andre metoder. Et fangstanlegg i vanlig forstand er derfor ikke nødvendig. Prosessen gir ikke utslipp av kjemikalier. Teknologien kan også ettermonteres på enkelte typer kullkraftverk.

Figur 5.3 viser prosessen for forbrenning med oksygen.

Figur 5.3 viser prosessen for forbrenning med oksygen.

Kilde: Gassnova

Utfordringer ved forbrenning med oksygen:

  • Produksjon av oksygen er energikrevende. Det er derfor høye kostnader forbundet med fremstilling av oksygen.

  • Forbrenning med ren oksygen gir høy forbrenningstemperatur. Det kreves utvikling av ny gassturbinteknologi som tåler høy temperatur, eller som kan benytte resirkulert CO2/vanndamp til kjøling.

  • Uforbrent oksygen vil følge med CO2-strømmen etter kondenseringen av vanndamp. Ved bruk av CO2 til økt oljeutvinning, kan oksygenet være et problem. For å fjerne oksygen kreves ekstra utstyr som er kostnadsdrivende.

5.1.2 Utfordringer knyttet til transport av CO2

CO2 kan transporteres med rørledninger eller skip til egnet lokasjon for permanent lagring. Hvilket alternativ som er best, avhenger av mengden CO2 som skal transporteres, avstanden mellom kilde og lager, samt hvor lenge CO2-transport er aktuelt fra den enkelte kilde. Mindre mengder, lange avstander og/eller behov for CO2-transport over en kortere periode favoriserer skipstransport, mens rørtransport er aktuelt for større mengder, korte eller moderate avstander og kilder med fangst av CO2 med lang levetid.

CO2 vil ved omgivelsestemperatur og -trykk være i gassfase. Transport av CO2 i gassfase ville kreve så store rørledninger og skip at det ikke vil være et kostnadseffektivt alternativ. Både ved rørtransport og skipstransport vil CO2 derfor transporteres i flytende tilstand. I rør vil CO2 transporteres under trykk (typisk 55–250 bar), som sikrer at man unngår overgang til gassfase. På skip vil CO2 transporteres med en kombinasjon av trykk og temperatur som holder CO2 flytende (typisk -50 °C og 8 bar). Disse prosessene, og utstyret som anvendes, er vel etablert teknologi.

Transport av CO2 har mange fellestrekk med transport av olje og gass, både når det gjelder rør- og skipstransport. CO2 i flytende form har imidlertid spesielle egenskaper som gir egne utfordringer, og må derfor analyseres spesielt.

Rørtransport av CO2

Systemer for transport av CO2 i rør på land har vært i drift i Nord-Amerika i mer enn 30 år, i forbindelse med at CO2 fra industrielle kilder og naturlige forekomster i undergrunnen brukes til økt utvinning av olje.

I Norge finnes det en CO2-rørledning i drift i dag. Den går på havbunnen fra Melkøya til Tubåenformasjonen, hvor Statoil injiserer CO2 som er fjernet fra gass produsert fra Snøhvitfeltet. Slik injeksjon foregår også ved Sleipnerfeltet, hvor Statoil i mer enn ti år har lagret CO2 som er fjernet fra produsert gass. På Sleipner er imidlertid injeksjonsbrønnen for CO2 en integrert del av feltet, og transport i den forstand som her menes, foregår ikke.

Det er i dag mulig å bygge rørsystemer for CO2 som tilfredsstiller krav til sikkerhet og teknisk integritet. Men økt kunnskap kan gjøre løsningene sikrere, billigere og mer effektive. Vedlikehold og reparasjoner av CO2-rør på havbunnen er utfordrende. I store deler av traseen ut til lageret vil røret ligge nedgravd. Bygging og drift av havbunnsrør er således mer komplekst enn for rør på land, og eventuelle feil og skader som oppstår kan medføre kostbare reparasjoner og lange nedstengningsperioder.

Det er således fortsatt behov for kunnskapsinnhenting gjennom forskning og teknologikvalifisering knyttet til rørtransport av CO2 til havs. Eksempler på utfordringer er;

  • Korrosjon: Effekter av vann og urenheter i CO2-strømmen på rørmaterialet, samt kombinasjonseffekter.

  • Modellering av strømning i CO2-røret: Brukes for å finne kostnadseffektivt design og for å vurdere risiko knyttet til uønskede hendelser. Erfaringsdata fra drift eller testing trengs for å kalibrere slike modeller.

  • Modellering av spredning av eventuelle CO2-lekkasjer: Brukes for å vurdere risiko knyttet til eventuelle lekkasjer, og erfaringsdata fra drift eller testing trengs for å kalibrere også disse modellene.

Skipstransport av CO2

Skipstransport av CO2 har foregått i snart 20 år i relativt små kvanta til næringsmiddelindustri. Teknologien regnes som vel etablert. Transporten av CO2 er underlagt internasjonale regulering.

Det eksisterer middels store skip som er godkjent for CO2-transport. Det er imidlertid sannsynlig at eventuell storskala transport av CO2 vil kreve skip av en slik størrelse at de må bygges for formålet. Dette gjelder spesielt om skipene skal losse CO2 direkte på lagerlokasjonen til havs, hvor krav til stabilitet og evne til å losse sikkert under harde værforhold vil være strenge. I slike tilfeller vil utstyret ligne det som anvendes til lasting av olje offshore. Dette utstyret har vist seg å være svært robust og driftssikkert.

Skal CO2 fra skip injiseres i et undergrunnslager, er det behov for å øke temperaturen fra -50 °C til ~0 °C . I tillegg er det risiko knyttet til hendelser under lossing. Dette vil kreve teknologikvalifisering av eksisterende utstyr.

Alternativet til offshore lossing er lossing av skip i havn og pumping av CO2 inn i rørledning for videre transport. For slike konsepter anses teknologien å være tilgjengelig.

5.1.3 Utfordringer knyttet til lagring av CO2

Sikker lagring av CO2 forutsetter at CO2 lagres i en egnet geologisk bergart uten at den kan lekke ut. Det er to hovedalternativer for lagring av CO2:

  • Porøse, vannførende geologiske formasjoner (akviferer)

  • Olje- eller gassfelt: i nedstengte felt eller til bruk for økt utvinning

På verdensbasis er akviferer det lagringsalternativet med størst kapasitet. CO2 fra Sleipnerfeltet lagres for eksempel i en slik akvifer, jf. kap. 4.1.1. CO2 kan også injiseres i oljefelt for økt utvinning. Dette er gjort siden 1970-tallet på land i USA.

En rekke forutsetninger må være tilstede for sikker lagring. Lagringsreservoaret må ha tilstrekkelig kapasitet til å ta imot og lagre CO2 over hele levetiden til prosjektet. En forseglingsbergart4 må være tilstede som hindrer at CO2 beveger seg oppover mot overflaten. Plasseringen bør være dypere enn 800 meter for å ha trykk og temperatur som sikrer at CO2 er i en komprimert, flytende form som maksimerer mengden CO2 som kan lagres. Det er nødvendig å foreta grundige stedsspesifikke undersøkelser ved ethvert CO2-lagringsprosjekt. Kunnskap om forsegling, migrasjonsruter, reservoaregenskaper og effektiv lagringskapasitet er avgjørende før CO2-lagring. Det samme gjelder for brønner, for å hindre lekkasje fra injeksjonsbrønner og forlatte brønner.

Ved geologisk lagring vil CO2 over tid bli mer immobil. Dette skjer ved en kombinasjon av flere prosesser; først ved at CO2 fanges i «mikrofeller» i porestrukturen til bergarten; dernest at CO2 løser seg opp i formasjonsvannet i undergrunnen, og til slutt vil noe CO2 reagere med bergartskornene og danne mineralet kalkspat.

Selv om det er gode erfaringer med CO2-lagring på verdensbasis, er det flere forskningsmessige utfordringer forbundet med CO2‐lagring. Noen eksempler er nevnt under. Se også prosjekteksempler i kapittel 5.2.

Lagringskapasitet. Dette omfatter å utvikle, demonstrere og kommersialisere metoder for karakterisering og kvalifisering av potensielle lagringssteder for CO2 på norsk sokkel. Det vil være nødvendig med innsats innenfor en rekke områder, eksempelvis utvikling av metoder for matematisk simulering av CO2-injeksjon, og regionale studier av reservoarer og forseglingsbergarter på sokkelen.

Monitorering. Dette gjelder utvikling av metoder for overvåkning av CO2 i reservoaret, samt metoder for eventuell deteksjon av CO2 ved en eventuell lekkasje. Overvåkning må kunne gjøres mest mulig kontinuerlig, og forståelse av geokjemiske og biologiske prosesser på havbunnen må økes. Disse metoder, prosedyrer og verktøy må møte de krav som vil stilles av myndighetene, bl.a. som følge av internasjonale avtaler og lovverk.

5.2 CLIMIT

CLIMIT er et program for forskning, utvikling og demonstrasjon av teknologier for fangst, transport og lagring av CO2 fra fossil kraftproduksjon og industri. Det dekker hele kjeden fra langsiktig, kompetansebyggende grunnforskning til prosjekter som demonstrerer CO2-håndteringsteknologier. Programmet gjenspeiler den strategiske betydningen som kunnskap og kompetanse har for at Norge skal ha en internasjonal posisjon innen CO2-håndtering.

Programmet startet opp i 2005 og administreres av Gassnova og Norges forskningsråd. Forskningsrådet støtter forskning og utvikling (FoU-delen av programmet), mens Gassnova støtter demonstrasjon og kommersialisering (demo-delen av programmet). CLIMIT har i 2011 et budsjett på 95 mill. kroner til FoU‐prosjekter og 81 mill. kroner til pilot‐ og demonstrasjonsprosjekter.

Programmet skal gi kunnskap og løsninger for:

  • CO2-fangst fra kraftproduksjon og industriutslipp

  • Kompresjon og transport av CO2

  • Langtidslagring eller andre bruksområder som medfører permanent lagring av CO2

CLIMIT hadde opprinnelig som formål å støtte forskning, utvikling og demonstrasjon av CO2-håndtering for gasskraftverk. I 2009 ble programmets virkeområde utvidet til å gjelde fossil kraftgenerering generelt. Bakgrunnen var at CO2-utslipp fra kullkraftverk er den største utfordringen internasjonalt. I 2010 ble virkeområdet utvidet til også å gjelde industriutslipp.

Programplanen for perioden 2010-2012 har følgende satsingsområder:

  • Forbedre kostnads- og energieffektiviteten ved CO2-fangst

  • Få frem ny og uprøvd teknologi for CO2-fangst med stort forbedringspotensiale

  • Kartlegge miljøkonsekvenser ved CO2-fangst

  • Utvikle, bekrefte og demonstrere teknologi for sikker og kostnadseffektiv transport av CO2

  • Utvikle og verifisere kunnskap og teknologi for sikker og kostnadseffektiv lagring og overvåkning av CO2

  • Bidra til å utvikle og bekrefte kommersialiserbare metoder, tjenestekonsepter og teknologi for CO2-lagring

  • Bidra til økt kunnskap om geologisk lagring

Siden starten har CLIMIT støttet 175 prosjekter fordelt på:

  • 101 prosjekter innen FoU – 50 prosent fangstprosjekter, 35 prosent lagring, 9 prosent transport og 6 prosent annet

  • 74 prosjekter innen demonstrasjon – 49 prosent fangstprosjekter, 27 prosent lagring, 5 prosent transport og 19 prosent annet (metodikk, verktøy, analyser, studier, med mer)

Innenfor FoU-porteføljen av fangstprosjekter er det gitt støtte til om lag like mange prosjekter innen pre-combustion og post-combustion. Oxyfuel-prosjekter utgjør en mindre andel. I demoporteføljen er over 80 prosent av fangstprosjektene rettet mot post-combustion.

CLIMIT-støtte har for eksempel vært viktig for Aker og senere Aker Clean Carbon (ACC) i sin utvikling av fangstteknologi og kjemikalier fra forskning og utvikling og frem til demonstrasjon (se boks 5.1). Satsingen har dannet grunnlaget for at ACC har kunnet by på og få kontrakt på TCM og delta i flere konkurranser i Europa for øvrig.

CLIMIT støtter også prosjekter innen nye og innovative fangstteknologier som på lengre sikt har potensial til å kunne redusere kostnader og energibruk:

  • Christian Michelsen Research (CMR), Prototech og Institutt for Energiteknikk (IFE) har i samarbeid utviklet ZEG-teknologien (Zero Emission Gas Power). Konseptet har svært høy virkningsgrad (se boks 5.1).

  • «Chemical looping», som er en form for oxy-fuel forbrenning. Et stort laboratorieanlegg er bygd ved SINTEF for å teste nye materialer og reaktordesign for denne teknologien.

  • Statoils 3C-prosjekt har gjennomført laboratorietester av et kompakt aminanlegg for CO2-fangst fra røykgass.

Felles for disse teknologiene er at betydelig utviklingsarbeid gjenstår før kommersialisering.

CLIMIT støtter en rekke prosjekter innen helse- og miljøproblematikk rundt aminutslipp. Prosjektet Atmospheric Degradation of Amines (ADA) er ett av disse prosjektene, hvor det arbeides med å identifisere og kvantifisere ulike degraderingsprodukter fra aminer i luft. Prosjektet ledes av Universitetet i Oslo med en rekke nasjonale og internasjonale samarbeidspartnere.

Hovedinnsatsen i CLIMIT innenfor lagring er rettet mot overvåkning av CO2-lager. En viktig del av satsingen har vært etableringen av feltlaboratorier der metoder for overvåkning kan utvikles og kvalifiseres under kontrollerte betingelser (se boks 5.2). I tillegg gjennomføres prosjekter rettet mot metoder for å vurdere og kvalifisere CO2-lagre. Det er også utviklet viktige modellverktøy for hvordan CO2 oppfører seg i reservoarene (UiB, UiO og SINTEF), bl.a. for bruk i risikovurderinger ved CO2-lagring. En rekke prosjekter støttes også for å gi bedre kunnskap om lagringspotensialet på sokkelen. Denne kunnskapen kan brukes i myndighetenes egen kartlegging av lagringspotensialet, og har betydning for kommersielle aktørers vurderinger på området.

Boks 5.1 CO2-fangst

SOLVit-prosjektet

SOLVit-prosjektet er et samarbeid mellom Aker Clean Carbon, Scottish Power, Statkraft, E.ON og SINTEF/NTNU. Prosjektet ble startet i 2008 og skal gå over en åtteårs periode. SOLVit skal utvikle kostnadseffektiv og miljøvennlig post-combustion teknologi gjennom blant annet utvikling av nye solventer for fangst av CO2. Så langt har prosjektet oppnådd en reduksjon i energiforbruket i desorbsjonsprosessen på 25 prosent, mens målet er en reduksjon på 35 prosent. Prosjektet inkluderer også oppgradering av laboratoriefasiliteter. Gjennom SOLVit-prosjektet er byggingen av et CO2 pilot fangstanlegg på Tiller støttet. Laboratoriet ble åpnet mai 2010. I tillegg testes kjemikaliene i et mobilt fangstanlegg utviklet av Aker Clean Carbon. Det vil også være kompetansebygging med ansettelse av stipendiater i prosjektet. Det totale budsjettet er på over 300 mill. kroner, hvorav om lag 30 prosent er planlagt som offentlig støtte gjennom CLIMIT-programmet.

ZEG (Zero Emission Gas Power) teknologien

Christian Michelsen Research (CMR), Prototech og Institutt for Energiteknikk (IFE) har siden 2001 hatt et betydelig samarbeid for å utvikle ZEG-konseptet. ZEG-teknologien muliggjør konvertering av fossilt brensel til hydrogen og elektrisitet med svært høy virkningsgrad (mer enn 80 prosent). I konseptet produseres elektrisitet fra hydrogen i høytemperatur brenselceller (Solid Oxide Fuel Cell – SOFC). Brenselcellene er integrert med en reaktormodul som reformerer naturgass til hydrogen og skiller ut CO2. Spillvarmen fra brenselcellene utnyttes i reformeringsprosessen. Det er bygget en liten pilot på 2 kW som står på Risavika gassenter ved Stavanger. Neste mål er å realisere et 200 kW demonstrasjonsanlegg basert på denne teknologien.

Figur 5.4 Skjematisk skisse av ZEG teknologien.

Figur 5.4 Skjematisk skisse av ZEG teknologien.

Kilde: IFE

Boks 5.2 CO2-lagring – Feltlaboratorium

Svelvik, Hurum

Sikker lagring er en forutsetning for at lagring av CO2 kan regnes som et klimatiltak. Det støttes derfor en rekke lagringsprosjekter for å få mest mulig kunnskap om hvordan CO2 kan lagres i ulike geologiske formasjoner. På Svelvik i Hurum (Buskerud) er et feltlaboratorium for CO2-lagring under etablering. Her skal forskerne injisere CO2 ned i undergrunnen og studere hvordan gassen beveger seg opp gjennom løsmassene. Teststedet har ikke en kappebergart som hindrer CO2 å bevege seg opp mot overflaten, i motsetning til en rekke andre slike feltlaboratorier (eksempelvis Longyearbyen). I feltlaboratoriet vil injisert CO2 sakte sive ut på overflaten. Forskere kan da teste hvor nøyaktige og følsomme eksisterende måle- og overvåkingsmetoder er. Grundige forundersøkelser pågår, slik at operasjonene ikke skal gi ulemper for beboerne i området.

SINTEF Petroleumsforskning koordinerer prosjektet, som er bredt sammensatt av en rekke nasjonale og internasjonale forskningsinstitusjoner og selskaper. Prosjektet har et samlet budsjett på 94 mill. kroner, hvorav CLIMIT-programmets støtte utgjør om lag 50 mill. kroner.

Longyearbyen, Svalbard

Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) leder et laboratorium hvor hensikten er å overvåke og demonstrere lagring av CO2. Svalbard har en geologi som har store likheter med den på norsk sokkel. Prosjektet vil derfor kunne gi nyttig kunnskap om lagringsforhold og metoder og risiko knyttet til lekkasjer i undergrunnen relevant for norsk sokkel. Et første steg for CO2-laboratoriet har vært å identifisere egnede geologiske formasjoner der CO2 kan lagres. Tre brønner ble boret i 2007 og 2008 som ga prøver av reservoaret og forseglingsbergarten, og verifiserte forseglingen av reservoaret. En fjerde brønn ble boret i 2009 for å verifisere lagringsmulighetene i sandsteinene. Injiseringsgraden ble verifisert gjennom utvidet testing ved injeksjon av vann i 2010. I neste treårsperiode (2011-2013) er målet å:

  • studere reservoarkvalitetene (muligheter for injeksjon, permeabilitet, sprekkdannelser, lekkasjer og geokjemiske reaksjoner) ved hjep av vanninjeksjon og labbaserte forsøk med CO2-injeksjon

  • studere havbunnen, permafrost og vegetasjon

  • utvikle et internasjonalt nettverk av partnere med tilsvarende prosjekter andre steder

Prosjektet er et samarbeidsprosjekt mellom en rekke norske forskningsinstitusjoner og mottar betydelig finansiell støtte fra industrien. Prosjektet har så langt et totalbudsjett på om lag 43 mill. kroner, hvorav støtte fra CLIMIT-programmet utgjør om lag 15 mill. kroner.

5.3 Forskningssentre for miljøvennlig energi

I 2009 ble det opprettet åtte Forskningssentre for miljøvennlig energi (FME). Sentrene skal gi økt kunnskap og kompetanse på prioriterte forskningsområder innenfor energisektoren. To av FMEene er innenfor CO2-håndtering (se boks 5.3). Det ene (BIGCCS) skal forske på hele verdikjeden fra fangst, transport til lagring av CO2. Det andre (SUCCESS) skal ha fokus hovedsakelig på lagring. De to sentrene mottar henholdsvis 20 og 10 mill. kroner hvert år i åtte år i støtte fra Norges forskningsråd. Støtten utgjør maksimalt 50 prosent av sentrenes totalbudsjett. Resten dekkes av forskningsinstituttene og av næringslivspartnerne. Sentrene bygger på den kunnskap som er bygget opp gjennom FoU-prosjekter støttet av CLIMIT.

I februar 2011 ble det opprettet tre nye FMEer innenfor samfunnsvitenskaplig energi- og klimaforskning. Sentrene skal ha en samfunnsvitenskapelig tilnærming til de energi- og klimapolitiske utfordringene og skal gi økt kunnskap om økonomi, innovasjon, markeder og samspillet mellom teknologi og samfunn. Forskningssentrene vil bestå av ledende samfunnsfaglige forskningsmiljøer i partnerskap med offentlige og private energiaktører. Sentrene får til sammen 26 mill. kroner hvert år i åtte år i støtte fra Norges forskningsråd. De tre sentrene er:

  • Centre for Sustainable Energy Studies (CenSES), ledet av NTNU

  • Strategic Challenges in International Climate and Energy Policy (CICEP), ledet av CICERO

  • Oslo Center for Research on Environmentally Friendly Energy (CREE), ledet av Frischsenteret.

Satsingen gjennom forskningssentrene og CLIMIT vil bidra til rekruttering og utvikling av spisskompetanse og en bred, nasjonal kunnskapsbase som grunnlag for den norske satsingen på CO2-håndtering.

Boks 5.3 Forskningssentre for miljøvennlig energi (FME) innenfor CO2-håndtering

BIGCCS

BIGCCS er et FME som ledes av SINTEF Energiforskning AS. Senteret har et bredt spekter av samarbeidspartnere og betydelig industristøtte. Innenfor fangst forskes det på CO2‐separasjon, høytemperatur membraner, hydrogenforbrenning (pre-combustion), oksygenforbrenning, resirkulering av røykgass, anvendelser innen prosessindustri og på plattformer til havs. Innen transport har BIGCCS aktiviteter innen pålitelighet av rørledninger og egenskaper til gassblandinger som kan transporteres i rørene. Innenfor lagring er fokuset på kvalifisering og styring av lagringsformasjoner, oppførsel til CO2 i lager og overvåkingsmetoder. BIGCCS ser også på økonomi og rammebetingelser for hele kjeden og har utstrakt samarbeid med akademia innen utdanning av PhD‐kandidater.

SUCCESS

SUCCESS (Subsurface CO2 Storage Critical Elements and Superior Strategy) ser på problemstillinger knyttet til lagring av CO2. Senteret ledes av Christian Michelsens Institutt (CMR), som samarbeider med sentrale universiteter og institutter, og med industristøtte fra fem store energiselskaper. Formålet er å frembringe en grundig vitenskapelig basis for injeksjon, lagring og overvåking av CO2 i geologiske formasjoner, fylle kunnskapsgap og gi opplæring og kompetanseoppbygging innen CO2‐lagring. Senteret har aktiviteter innen geokarakterisering, strømning i CO2‐lagre, forsegling, overvåking, effekter av CO2‐lekkasje til det marine miljø og operasjon og drift av CO2‐lagre. Det er også opprettet en CO2‐skole.

Fotnoter

1.

Elektrisk virkningsgrad er forholdet mellom produsert elektrisitet og energiinnholdet i brenselet.

2.

Moderne kull- og gasskraftverk. Eldre kullkraftverk har virkningsgrad på omkring 30 prosent.

3.

1-2 prosent dårligere virkningsgrad ved forbrenning av hydrogen enn ved forbrenning av naturgass i en gassturbin.

4.

En tett bergart er eksempelvis leirskifer som danner en tett kappe eller lokk over reservoaret.

Til forsiden