Ingeniørene og den teknisk-industrielle forskningen
Etter andre verdens krig foregikk en eksplosiv vekst i teknisk-industriell forskning både i verden og i Norge. I spissen for dette stod ingeniørene.
Helt klare: Bærekraftsjef Liv-Margrethe Bjerge og Fou-direktør Kjell Skjeggerud i Heidelberg Cement/Norcem i Brevik er utålmodig etter å komme i gang med CO2-fangst.
Venter på startsignal i Brevik – vil halvere utslippene
Hva skal til for å holde den globale oppvarmingen under to grader? Hvordan skal Norge klare å redusere sine klimagassutslipp? Vi har snakket med Tekna-medlemmer som bidrar til å bevege oss i riktig retning.
Hvordan skal Norge nå sine mål om å redusere klimagassutslippene med minst 40 prosent i 2030 i forhold til 1990 og med 80 til 95 prosent i 2050, slik Klimaloven sier? Vi har tatt for oss flere av de store utslippssektorene, og intervjuet Tekna-medlemmer om utviklingen og de teknologiske gjennombruddene som er gjort eller må gjøres.
I dag har vi sett på Industri og bergverk. I denne sektoren kanNorcems sementproduksjon i Brevik bli en banebryter med fullskala karbonfangst.
Norge totale utslipp av klimagasser var ifølge SSB 52,7 millioner tonn i 2017, noe over 1990-nivået på 51,2 mill tonn. En av sektorene som faktisk har redusert sine utslipp i denne perioden er Industri og bergverk. Fra 1990 til 2017 har den sektoren redusert utslippene med 39 prosent fra 19,7 millioner tonn til 12,1 millioner tonn, og utgjør nå 23 prosent av de totale utslipp.
En av suksesshistoriene finner vi innen sementproduksjon. Vi har besøkt Norcem (Heidelberg Cement) i Brevik der alt nå er klart for en milepæl av dimensjoner, nemlig bygging av et karbonfangstanlegg som vil fange halvparten av dagens CO2-utslipp.
Bare karbonfangst monner
Fou-direktør Kjell Skjeggerud for Heidelberg Cement er svært utålmodig etter å komme i gang med selve utbyggingen av et fullskala karbonfangstanlegg ved Norcems fabrikk i Brevik.
– Vi er nødt til å prøve i Norge! Dette blir et demonstrasjonsanlegg for all verdens produksjon av sement, og vi skal ikke holde kunnskapen om CCS for oss selv, sier Fou-direktør Kjell Skjeggerud.
– I og med at det meste av utslippet kommer fra den kjemiske prosessen der du spalter kalkstein for å lage sement, er det veldig vanskelig å redusere CO2-utslippene ytterligere uten karbonfangst, sier bærekraftsjef Liv-Margrethe Bjerge.
– Nå er realiseringen av et fullskalaanlegg nærmere enn noen gang. Etter omfattede testing, har vi bestemt oss for teknologiløsning, og ønsker å komme i gang med bygging så raskt som mulig, sier Skjeggerud. Han får full støtte fra bærekraftsjef i Heidelberg Cement Liv-Margrethe Bjerge som forteller at de tidligere i år leverte fra seg en konseptstudie med kostnadsestimat. Hvis alt går som de håper i budsjettbehandlinger neste år, vil Stortinget kunne ta en endelig beslutning våren 2020/2021. Da kan det bli byggestart i 2020/2021 og start av fangstanlegget i 2023/2024.
Løsning for stort punktutslipp
Hvorfor er sement et så stort problem at det står for hele 4-5 prosent av verdens CO2-utslipp? Det skyldes at sement er hovedbestanddelen i betong – et av de viktigste byggematerialene i verden. Det brukes overalt – i bygninger, broer, veier, tunneler, rørledninger og damkonstruksjoner.
Med sine vel 800 000 tonn utslipp av CO2, står Norcems sementproduksjon i Brevik for det tiende største enkeltutslippet i Norge. Nå sitter Norcem på en unik mulighet gjennom sitt banebrytende prosjekt for å fange karbon. Hvis de lykkes, vil de fange 400 000 tonn CO2 per år – det vil si halvere dagens utslipp. Det vil i tilfelle utgjøre like mye CO2-uslipp som fra 180 000 biler hvert år.
Statistikk fra SSB (se graf) viser at utslipp fra sementproduksjon i Norge har gått opp fra vel 1,1 millioner tonn i 2016 til vel 1,2 millioner tonn CO2-ekvialenter i 2017. – Økningen fra 2016 til 2017 skyldes økt produksjon. Utslippene per produsert enhet har ikke gått opp, sier Kjell Skjeggerud.
Nullvisjon innen 2030
– Vi har allerede gjort mye, men i og med at det meste av utslippet kommer fra den kjemiske prosessen der du spalter kalkstein for å lage sement, er det veldig vanskelig å redusere CO2-utslippene ytterligere. To tredjedeler av CO2-en kommer fra kalksteinen i seg selv, og en tredjedel fra brenselet. Siden 1990 er utslippene redusert med cirka 25 prosent, noe som utgjør cirka 250 000 tonn CO2 i året. Det er gjort ved en rekke tiltak som energieffektivisering i produksjon, ved å erstatte nesten alt kull som brennstoff med avfallsbasert brennstoff, og ved å erstatte noe av klinkeren med flyveaske, forteller Liv-Margrethe Bjerge. Klinker er et mellomsteg i produksjonen. Det består av klumper på 3-25 mm som fremstilles ved sintring av nedmalt kalkstein ved høye temperaturer.
Hun opplyser at Norcem har satt seg en nullvisjon: Innen 2030 skal de ha null utslipp fra produktene sett over deres livsløp. Det skal gjøres gjennom energieffektivisering, økt andel biobrensel, nye sementtyper, opptak av CO2 i betong (karbonatisering), fangst og lagring (CCS) og gjenbruk (CCR) av CO2. – Av disse tiltakene er det karbonfangst som står for tur og vil monne, understreker Bjerge.
Fabrikken i Brevik er et gunstig sted å gjennomføre karbonfangst – ikke for liten og ikke for stor.
Lang prosess – mange aktører
Allerede i 2005 laget Norcem en skrivebordstudie for å se på om de kunne fange og lagre CO2 fra prosessen. I 2010 bestemte de seg for å begynne å teste. I 2013 etablerte de et testsenter ved fabrikken i Brevik, og siden da har de deltatt i det nasjonale forskningsprogrammet CLIMIT administrert av Gassnova.
– Utviklingen skjøt for alvor fart fram mot 2015 med uttestingen av fire ulike konkurrerende teknologier. Mange aktører har deltatt i utviklingen – både egne ansatte, forskningsinstitusjoner, engineeringselskaper, utstyrsleverandører og myndigheter, forteller Liv-Margrethe Bjerge.
Blant egne ansatte er prosessingeniør Jørn Tore Jr Haglund. Han har deltatt aktivt i uttestingen av flere ulike teknologier for fangst av CO2 fra røykgassen og i arbeidet med å trekke det valgte konseptet videre til fullskala CO2-fangst ved fabrikken i Brevik.
– Etter omfattende testing av fire ulike teknologier, har Norcem valgt å gå for Aker Solutions amin-teknologi. Den hadde veldig gode resultater med effektiv fangst som ble optimalisert gjennom testingen, og ser ut til å være best egnet til oppskalering, sier 31 år gamle Haglund. Han har mastergrad i prosessteknologi fra Høgskolen i Sørøst- Norge og er vokst opp i Porsgrunn med prosessindustri rundt seg på alle kanter.
– Vår oppgave blir å fange CO2 fra vår røykpipe, og lagre den flytende under trykk, klar til å fraktes på skip til et mellomlager i Øygarden, sier Jørn Tore Jr Haglund.
Meningsfylt prosjekt
– Dette er et unikt prosjekt som føles veldig meningsfylt å få være med på. Det har stor betydning både lokalt og globalt i form av reduserte utslipp og som et demonstrasjonsanlegg i verden. Selve fangstteknologien har Aker Solution utviklet. – Mitt viktigste bidrag er at jeg har jobbet mye med en spesiell løsning for å ta ut og bruke restvarme som reduserer nødvendig energitilførsel i form av lavtrykksdamp for å drive karbonfangstanlegget. Det er en unik løsning som aldri er blitt prøvd før. Uten denne løsningen måtte vi hatt et kraftverk ved siden av for å drive karbonfangsten, sier Haglund. Nå gleder han seg til at Norcem skal komme i gang med fullskala.
– Det blir krevende. Ikke minst fordi vi skal levere sement samtidig som vi installerer fangstsanlegget, men jeg er overbevist om at vi skal få det til, sier han. Norcem i Brevik har en produksjonskapasitet på 1,4 millioner tonn sement i året. Vi har en pipe med 16-20 prosent CO2-konsentrasjon. Det er en middels fabrikk i europeisk målestokk. Det betyr at det er et gunstig sted å gjennomføre karbonfangst – ikke for liten og ikke for stor.
Norcem bare en del av hele infrastrukturen
– Dette er starten på noe virkelig stort, sier Kjell Skjeggerud som understreker at Norcem bare blir en del av det norske fullskala CCS demonstrasjonsprosjektet. Det inkluderer nemlig fangst, skipstransport, lagring i mellomlager på land i Øygarden, og pumping gjennom rørledninger ned i havbunnen under Johansen Formasjonen i Nordsjøen.
– Vår oppgave blir å fange CO2-en fra vår røykpipe og lagre den flytende under trykk i tanker som kan fraktes på skip. Infrastrukturen med frakt, mellomlagring og pumping ut i havbunnen har norske myndigheter ansvaret for å etablere. Det gjelder hele transportkjeden/infrastrukturen pluss mellomlageret på Vestlandet. Equinor, Shell og Total har sammen fått ansvaret for å utvikle fullskalaløsning for mellomlagring og lagring i havbunnen.
Skjeggerud håper at Fortum Oslo varmes anlegg på Klemetsrud kommer med i det nasjonale prosjektet. – For å lage business ut av det å håndtere CO2-leveranser, er ikke Norcems leveranser tilstrekkelig, sier han. Med flere leverandører kan det bygges et anlegg som kan ta imot CO2 fra industri i hele Europa for lagring i havbunnen, og bygges rørledninger til Johansen-formasjonen i Nordsjøen 12 mil fra land. Her er kapasiteten hele 30 millioner tonn i året.
Et eksempel på en utenlandsk leverandør skriver TU.no om i november – Sveriges største drivstoffselskap Preem har planer om å fange 500 000 tonn årlig som de vil sende til Norge hvis infrastrukturen kommer på plass. Se https://www.tu.no/artikler/det-svenske-raffineriet-skal-fange-co2-og-vil-lagre-den-pa-norsk-sokkel/450513?key=qPfoLZWI
