Årsrapport 2008 CLIMIT Kraftproduksjon med CO 2 håndtering

Transkript

1 Årsrapport 2008 CLIMIT Kraftproduksjon med CO 2 håndtering Året 2008 Virksomheten i 2008 har vært dominert av klimaforliket i Stortinget og de følger det har fått for virksomheten. Foruten ordinære prosjekttildelinger har det vært gjennomført ekstra utlysning av tilleggsmidler i 2008, og satt i gang prosessen med å velge ut et antall forskningssentre for miljøvennlig energi (FME). 2 sentre innen CCS er besluttet opprettet, med krav om et nært samarbeid innen lagring av CO 2. I flere prosjekter er det oppnådd viktige resultater for å redusere energiforbruk og dermed kostnader ved fangst av CO 2. Det er bl.a. startet opp et stort prosjekt i samarbeid mellom Aker og SINTEF/NTNU for å utvikle nye og bedre absorbenter og absorpsjonsprosesser. Dette prosjektet er støttet både av Forskningsrådet og Gassnova. Mandatet til CLIMIT er utvidet til å omfatte fossilt basert kraftproduksjon, dvs. at kullkraft er inkludert. Det er utgitt 4 nyhetsbrev og programmet har vært sterkt representert på en stor internasjonal konferanse. Programmets mål CLIMIT ble opprettet av OED i 2005 for å bidra til å fremme teknologiutvikling knyttet til fangst og lagring av CO 2 fra gasskraftverk (CO 2 Capture and Storage, forkortet CCS). Det arbeides for tiden konkret med planer for CCS knyttet til Kårstø og Mongstad. Programmet ble opprettet som et nasjonalt, samlet program for å sikre god koordinering av FoU og demonstrasjonsaktiviteter, og for å kunne bidra med statlig støtte til å demonstrere aktuell teknologi for CCS. Gassnova har den overodnete koordineringen av programmet, mens Forskningsrådet har ansvaret for koordinering av FoU-delen. Denne rapporten omhandler FoU delen av CLIMIT, mens Gassnova lager egen årsrapport. En samlet årsrapport for programmet vil bli lagt ut på Hovedmål Programmets hovedmål er: Kommersialisering av kraftproduksjon med CO 2 -håndtering gjennom forskning, utvikling og demonstrasjon. Delmålene er å bidra til at kostnadene ved fangst av CO 2 fra gasskraftverk blir redusert vesentlig, og at det bygges opp kunnskap slik at lagring av CO 2 kan foretas på en sikker måte, med bred aksept i samfunnet. Gjennom dette skal programmet bidra til å fjerne barrierene for introduksjon av CCS. Økonomi og prosjektomfang Disponibelt budsjett i 2008: 62,5 Forbruk i 2008: 45,5 1) Programmets finansieringskilder i 2008: OED Antall og type prosjekter i 2008: 29 prosjekter, derav 13 BIP, 9 KMB, 4 forskerprosjekter, 3 annen støtte 1) Betydelig overføring skyldes primært tilleggsbevilgning i revidert statsbudsjett. Bevilgningen er hovedsakelig brukt til innkjøp av utstyr, som ikke er blitt fakturert i 2008.

2 Vurdering av måloppnåelse og faglige utfordringer Fangst og lagring av CO 2 er de senere år kommet fram som et av de viktigste tiltakene for å redusere menneskeskapte utslipp av klimagasser. Dette skyldes at kraftproduksjon er den sektoren som står for størst utslipp av CO 2, og kullkraft er den dominerende teknologien. Gasskraft har også et betydelig omfang i verden. Selv om man på sikt ønsker å komme over til fornybar energi eller annen teknologi uten utslipp, vil verden måtte leve med kullkraft i mange tiår. CCS er den eneste muligheten til kraftig å redusere CO 2 utslipp fra kull- og gasskraftverk. Norge var tidlig ute med denne løsningen, og er i dag et av de mest aktive land i verden når det gjelder CCS, og har holdt på med FoU lenger enn de aller fleste andre. Med stor statlig satsing på feltet, har det lykkes Norge å bygge opp en meget omfattende FoU aktivitet innen CCS. CLIMIT programmet er og har vært den sentrale aktøren i denne oppbyggingen, og har sørget for at antallet forskere og utført FoU arbeid er blant de største i verden. Fra starten har programmets mandat vært begrenset til fangst og lagring av CO 2 fra gasskraftverk. I 2008 er dette mandatet utvidet til å gjelde fossilt basert kraftproduksjon, med andre ord er prosjekter knyttet til kullkraft nå også innenfor mandatet. Programmet er nå i en meget aktiv fase etter noen års oppbygging. Det har spesielt tatt tid å få etablert en portefølje av demonstrasjonsprosjekter i regi av Gassnova, etter som slike prosjekter krever stor industrideltagelse. Forskningsporteføljen er bygd opp og vi har erfart økt tilgang på gode prosjektforslag i 2008 primært KMB-prosjekter fra instituttene. Det er ennå et begrenset antall bedrifter som aktivt deltar med BIP-prosjekter. Det er vanskelig å vurdere hvor nær man er programmets mål, ettersom lønnsom fangst og lagring er avhengig av så vel rimeligere og mer effektiv teknologi som av rammevilkårene knyttet til kostnader for å slippe ut CO 2. De politiske rammevilkårene kan CLIMIT i liten grad påvirke. De teknologiske målene ser vi gode muligheter til å nå på noe sikt. Flere nye teknologiske løsninger utviklet i programmet har potensial til betydelige kostnadsreduksjoner. Forskningen innen CCS har tidligere primært vært knyttet til fangst av CO 2. Etter som realisering av CCS prosjekter kommer nærmere, er det en økende fokus på lagring, og i den senere tid også på transport. CCS omfatter en full verdikjede fra fangst, oppgradering, kompresjon, transport, injisering og oppfølging/monitorering av lagre. Som følge av oppbyggingen av forskningssektoren, har norske aktører hatt en ledende rolle i å etablere en omfattende portefølje av EU-finansierte prosjekter innen CCS. Nøkkeltall, ) Antall prosjekter: (antall totalt, herav antall nye i 2008) 29, 5 nye Dr.gradsstipendiater: (årsverk, totalt og herav kvinner) 23 årsverk, 32 personer, kvinner 1) Postdoktorstipendiater: (årsverk, totalt og herav kvinner) 8,5 årsverk, 12 personer, 2-3 kvinner 1) Usikkert tall fordi ikke alle prosjektene har oppgitt kjønn på person, som kan være vanskelig å slå fast for personer med utenlandsk opprinnelse. 2

3 Resultatindikatorer, 2008 Avlagte doktorgrader: (antall totalt, herav antall kvinner) Vitenskapelige artikler med referee: 24 Vitenskapelige artikler uten referee: 5 Annen publisering/kommunikasjon: 65 Antall patenter: 4 Antall lisenser: Antall nye bedrifter: 1 Antall nye produkter/ prosesser: Antall nye metoder/modeller/prototyper: 8 Det er stor aktivitet på publisering og annen resultatspredning fra prosjekter i programmet, blant annet har prosjektene bidratt med en rekke papere på den største internasjonale konferansen innen temaet GHGT-9 (Greenhouse Gas technology) i Washington i november. Det er et betydelig antall dr.grad stipendiater knyttet til programmet, men de fleste startet i løpet av de siste to årene. Det er derfor ingen som har disputert i Viktigste aktiviteter i 2008 CLIMIT-programmet er et samarbeid mellom Gassnova og Forskningsrådet. Gassnova lager egen årsrapport, og det som trekkes fram her er aktiviteter som omfatter FoU delen av programmet. Etter omleggingen av Gassnova til Statsforetak, ble det besluttet å utnevne et programstyre for CLIMIT. I tillegg til de vanlige funksjoner styrer i Forskningsrådet har, har dette styret også bevilgningsfullmakt for demonstrasjons-midlene i CLIMIT. Programstyret er derfor utnevnt av OED. Styret startet sitt arbeid i januar 2008, og har hatt 5 møter i løpet av året. Styret fikk forelagt en programplan utarbeidet av sekretariatet, og besluttet å foreta en revisjon av denne, for så å lage en helt ny utgave i løpet av Revisjonen ble foretatt sommeren/høsten 2008, ved hjelp av et underutvalg i styret, og besluttet av hele styret i november Den reviderte programplanen vektlegger spesielt behovet for økt satsing på transport og lagring av CO 2. FoU-delen av programmet har hatt tre utlysninger i 2008: 1) Supplerende utlysning av kun BIPprosjekter med søknadsfrist i februar, 2) ordinær utlysning av KMB og Forsker-prosjekter med søknadsfrist i juni, og 3) ordinær utlysning av BIP med søknadsfrist i oktober. Programstyret vedtok å innvilge 5 BIP-prosjekter på grunnlag av søknadsfristen i februar. Ett av dem kom aldri i gang. I juni ble det mottatt 10 KMB-søknader. I løpet av prosessen i høst ble en søknad om forsker-prosjekt overført fra NANOMAT til CLIMIT. Av de 10 KMBprosjektene ble 6 innvilget, noen av dem med reduserte rammer. Forsker-prosjektet ble også innvilget. I oktober ble det mottatt 5 BIP-søknader, hvorav 4 ble innvilget, til dels med reduserte rammer. Klimaforliket i Stortinget i februar 2008 har hatt store konsekvenser for aktiviteten i CLIMIT. Som følge av tilleggsbevilgninger i revidert statsbudsjett ble det åpnet for at løpende KMBprosjekter kunne søke om utvidete rammer for Denne prosessen ble ledet av RENERGI- 3

4 programmet, og den formelle beslutning om tildeling gjort av programstyret for RENERGI. Total ble det bevilget 17 mill. til prosjekter som tilhører CLIMIT-programmet. Det meste av disse midlene ble brukt til anskaffelse av utstyr. Det viktigste tiltaket som følge av Klimaforliket var opprettelsen av FME Forskningssentre for miljøvennlig energi. FME-ordningen omfatter fornybar energi, effektiv energibruk og CCS. Ordningen ble vedtatt, og etablerte en to-trinns søknadsprosess. Første trinn hadde søknadsfrist tidlig i september. I alt 28 søknader ble mottatt (4 innenfor CCS), og 17 gikk videre, derav 3 med tema CCS. Det ble gitt betingelse at to av disse sentrene måtte samarbeide. Det kom derfor 2 CCS-søknader til andre trinn (totalt 12 søknader). Dette var BIGCCS sentret fra SINTEF og SUCCESS fra CMR, i samarbeid med UiB og UiO. Begge sentrene ble vedtatt innvilget, men SUCCESS ble innvilget med halvparten av omsøkt støttebeløp. Det ble lagt føring på at disse to sentrene må samarbeide innenfor lagring av CO 2. Det er utstrakt internasjonalt samarbeid i de fleste store KMB-prosjektene. Dette har gitt grunnlag for deltagelse i EU s rammeprogram og for dannelsen av konsortier i FME ene. For øvrig er CLIMITs sekretariat involvert i internasjonalt samarbeid gjennom IEA, IEA s Greenhouse Gas Program, CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum) og EU s teknologiplattform. En viktig hendelse i 2008, som ikke er direkte knyttet til CLIMIT, er at forslaget om å etablere en europeisk forskningsinfrastruktur innenfor CCS området, er blitt satt på veikartet for ESFRI. Norske myndigheter har aktivt støttet dette initiativet, og NTNU, supplert av SINTEF, har arbeidet ut et forslag, kalt ECCSEL, som har blitt akseptert, i hard konkurranse med andre forslag. Etablering av en slik pan-europeisk infrastruktur vil være en viktig utfordring framover, som CLIMIT-programmet vil ha en tett kobling til. CLIMIT-programmet utgir et eget nyhetsblad, som kom med 4 nummer i Bladet distribueres primært elektronisk, men det trykkes også opp et antall som deles ut til interesserte. Nettstedet opereres primært av Gassnova, men i samarbeid med Forskningsrådet. Nettstedet har etter hvert blitt godt kjent og får mange treff. Gassnova og CLIMIT deltok i forberedelsene til og gjennomføringen av Energiuka 2008 (og tilsvarende i 2009). Det var en egen sesjon på CCS, arrangert av Gassnova/CLIMIT, med flere foredragsholdere fra programmet. Høydepunkter og funn I flere prosjekter er det jobbet med å utvikle nye absorbenter for å fange CO 2. En hovedutfordring med fangst av CO 2 er den betydelig energimengden som brukes til desorpsjon av CO 2 etter fangst. Nye absorbenter, blanding av etablerte og nye typer for eksempel aminosyrer har vist at det er mulig å redusere energibehovet med rundt 30%. Absorbentene må videre testes ut med hensyn på levetid, kostnad, miljøeffekter etc. Dette er en viktig bakgrunn for prosjektet SOLVit, der Aker Clean Carbon i samarbeid med SINTEF og NTNU har etablert et meget stort prosjekt som er finansiert både fra Gassnova og Forskningrådet. 4

5 Med støtte fra CLIMIT utvikler GexCon i Bergen en videreføring av modellverktøyet FLACS, for å kunne simulere spredning av CO 2 ved mulige lekkasjer. Modellverktøyet er utviklet ved Christian Michelsen Research, primært for naturgass og gasseksplosjoner. Det er viktig å være klar over hvordan CO 2 vil oppføre seg dersom det oppstår en stor lekkasje i et transportrør. Siden CO 2 er en tung gass, vil den følge terrenget og kunne hope seg opp i fordypninger. Prosjektet regner med å ha utviklet modellverktøyet innen sommeren Nye materialer for adsorpsjon av CO 2 er studert i flere prosjekter i CLIMIT. Hvis man kan utvikle faste adsorbenter, vil man slippe å varme opp og avkjøle store mengder med aminløsning, og dermed kunne redusere energiforbruket vesentlig. I et prosjekt på NTNU har det blitt fremstil nanostruktur materialer som LiZrO 3, NaZrO 3 og CaO blandete oksider, som har vist meget god kapasitet, stabilitet og kinetikk ved CO 2 fangst. Dette er et grunnleggende prosjekt for utvikling av materialer, og en rekke egenskaper må undersøkes og videreutvikles. Det har tidligere vært arbeidet med en type forbindelser kalt metal organic frameworks, og et nytt prosjekt som skal undersøke disse materialene videre er startet opp. StatoilHydro i samarbeid med SINTEF har utviklet og konstruert en trykktank hvor man kan studere forholdene på havbunnen med trykk opp til 30 bar. Utstyret er testet ut, og det er gjort innledende forsøk for å se hvordan en bestemt dyphavsmusling reagerer på økt konsentrasjon av CO 2. Dette er viktige å undersøke for å vite hva som kan skje ved uforutsette lekkasjer av CO 2, men er ikke minst viktig for bedre å forstå følgene av den surgjøring av havet som skjer med økt CO 2 konsentrasjon i atmosfæren. UiB har startet et KMB prosjekt for å utvikle simuleringsverktøy basert på strømlinjemetoder. Disse modellene kan gi nøyaktig modellering av CO 2 migrasjon i lager-formasjoner over lange tidsskalaer. Modellene kan også estimer lekkasjer gjennom brønner o.a. For å bidra til allmenn informasjon om CCS, er det laget et eksperimentelt opplegg for barneskolen, som er brukt i en 6. klasse i Bergen, og presentert under forskningsdagene sist høst. 5