CO2-fangst. Hvor står Telemark nå?

Transkript

1 CO2-fangst. Hvor står Telemark nå? Lars Erik Øi Førsteamanuensis i Prosessteknikk PhD 2012 (CO 2 -fjerning fra eksosgass) Høgskolen i Telemark Fakultet for teknologiske fag , Skagerak Arena

2 Innhold: Bakgrunn for CO 2 -fangst Kompetanse på CO 2 -fangst i Telemark Prosjekter Fullskala CO 2 -fangst i Telemark Hva vi skal gjøre? 2

3 CO2-konsentrasjonen øker (> 400 ppm i mai 2013) og temperaturen øker 3

4 Key actions fra IEA/UNIDO-rapport (for å oppnå to-graders-målet) IEA (International Energy Agency) og IPCC har tidligere fastslått at CCS (CO 2 -fangst og lagring) er nødvendig for å oppnå 2-graders-målet. UNIDO (United Nations Industrial Development Organization) og IEA har laget en rapport (Technology Roadmap 2011) - Innen 2020 bør ca 27 mrd. USD investeres for å finansiere 60 storskala CO 2 -fangst-fra-industri-prosjekter. Inkludert transport og lagring blir det 45 mrd USD - Satsing på FoU for CCS for industrielle prosesser

5 Mongstad fullskala er lagt på is (av regjeringen Stoltenberg 2013). Hva nå? Det har vært forhandlet om utredning av alternative fullskala CO 2 -renseprosesser (utover Mongstad) ved - Norcems sementfabrikk i Brevik - Hammerfest energi - Industrikraft Møre Regjeringen Solberg har nå stanset kontraktene om disse utredningene inntil videre. Regjeringen Solberg har likevel ambisjoner om et fullskala CO 2 -renseanlegg i Norge innen 2020.

6 CO 2 -fjerning ved Yara på Herøya Absorpsjon med vann under trykk i 4 absorpsjonstårn

7 Transport av CO 2 på skip fra Herøya i mange år

8 CO 2 -fangst på Melkøya LNG-fabrikk ved Hammerfest (Statoil) CO 2 absorberes fra naturgass og blir lagret under gassfeltet Snøhvit

9 Test Center Mongstad (TCM)

10 ompetanse på CO 2 -fangst (CCS) i Telemark Høgskolen i Telemark (ca 10 faglig ansatte på CO PhD stipendiater på CO 2 ) Tel-Tek (10-15 årsverk på CCS) Yara (CO 2 -fangst siden 1960-årene) Statoil F-senter Herøya (Sleipner, Melkøya, Mongstad) Norcem (pilotskala uttesting, planer for fullskala fangst) Gassnova og flere andre Til sammen mer enn 100 årsverk 10

11 Gassnova i Porsgrunn: Gassnova har hovedkontor i Porsgrunn Gassnova SF har som formål å forvalte statens interesser knyttet til CO 2 -håndtering og skal være statens utførende foretak ved utbygging og drift av planlagte anlegg Bevilger (sammen med Norges Forskningsråd) midler fra FoU-programmet CLIMIT Ca 30 ansatte i Porsgrunn, noen er utleid til TCM Har kompetanse på CO 2 -teknologi, økonomi og prosjektgjennomføring 11

12 Samarbeid mellom HiT og Tel-Tek Strategisk Høgskoleprogram Strategisk Institutt-program Industrisamarbeid NFR (Norsk Forskningsråd) HiT: ca 10 ansatte på CO PhD kandidater Mange hovedoppgaver Tel-Tek: ca 15 årsverk

13 CO 2 -lab HiT/Tel-Tek(/Statoil) Physical data Rheometer (Anton Parr MCR-101) Density (Anton Parr 4500, DMA HP) Surface tension (Ramé-Hart) Gas solubility (own design) CO 2 absorption Equilibria cells (own design) Stirred cell (own modification/regina) Laminar jet (own modification/regina) Heated wetted wall (own design) Titrators (Mettler Toledo, Metrohm) Droplet Chamber (own design) Solvent degradation Autoclaves (Büchi) Degradation cell (own design) Chemical analysis HPLC, cation/anion IC (Agilent, Dionex) GC, GC-MS (Thermo Scientific, Agilent) FT-IR (Perkin Elmer)

14 CO 2 -riggen på Høgskolen i Telemark Bygget med hjelp fra studenter ved HiT og elever ved Skogmo og Porsgrunn Videregående skoler. Resultater presentert i Kyoto : Laboratory Rig for Atmospheric CO 2 Absorption and Desorption Under Pressure

15 Prosess-kjeden for industriell CCS Tel Tek

16 Pågående og nylig avsluttede prosjekter (1) Industrial CCS, (Tel-Tek og HiT) KMB prosjekt, 20% industri, 80% NFR,. 14,3 mill. CIT Fundamental (Tel-Tek og HiT) % Statoil,. 14,7 mill. NORDICCS (Tel-Tek) Nordisk samarbeid. Tel-Tek budsjett 3,6 mill (av totalt 37 mill) Eddicut (Tel-Tek) Samarbeid med NTNU og Universitetet i Utrecht, Gassnova og industri

17 Pågående og nylig avsluttede prosjekter (2) Ultralyd for økt gass-utskilling (Tel-Tek) Fase 1 (2012): 2,9 mill med Statoil/Climit Fase 2 ( ): 5 mill med Shell/Climit Skagerrak CO2-prosjekt (Tel-Tek sammen med Chalmers m.fl.) Totalt ca. 14 mill. fra industri, Interreg/KASK og Gassnova/Climit, samt egeninnsats Norcem CO2-prosjekter (Tel-Tek, HiT), flere prosjekter over mange år ( )

18 Industrial CCS Full tittel: CO 2 capture from industrial point sources and further development of reclaimer waste handling by incineration and biological treatment Fire arbeidspakker: WP 1: CO 2 fangst og energi-integrasjon WP 2: Kjemisk karakterisering av aminer og degraderingsprodukter WP 3: Biodegradering av aminavfall WP 4: Aminavfall som NO x -reduserende agens ved forbrenning Totalt knok % NFR, 20% industri Industripartnere: Hydro Aluminium, E.On, Elkem Thamshavn, Norcem, NOAH, Ineos, Aker Clean Carbon. Forskningspartnere: HiT, Chalmers Samarbeid også med DTU, NIVA, GEUS

19 CIT Fundamental Statoil/CLIMIT) TUC/Tel-Tek focus in the Statoil co-operation Process modelling Physical and chemical data aquisition to support Statoil s internal process development Slide source: CLIMIT conference autumn 2011

20 CO 2 -utslipp fra sementfabrikk Heidelbergs (Norcems) sementfabrikk på Dalen ved Brevik

21 21

22 Pilot-prosjekt på Norcem i Brevik Partnere i prosjektet er Norcem, Heidelberg Cement, og European Cement Research Academy (ECRA) og forskning- og teknologileverandører Aker Solutions (Aker Clean Carbon) (aminteknologi) RTI International (faststoff adsorpsjonsteknologi) DNV KEMA / NTNU (membranteknologi) Prosjektet har et totalt budsjett på 93 mill. kroner, og løper i perioden Det skal etableres et pilot- og demonstrasjonsanlegg for testing av ulike CO 2 -fangst-teknologier. 22

23 CO2-utslipp fra Yara i Porsgunn Ca tonn CO 2 /år En del av dette er så godt som <ferdigrenset> og hadde trolig vært Norges billigste CO 2 -utslipp å håndtere hvis det hadde vært tilgjengelig lagring Noe av dette selges som CO 2 (f.eks. til Farris) og eksporteres på skip Det største CO 2 -utslippet er fra et eksosgassutslipp (atmosfærisk) fra ammoniakkfabrikken 23

24 Gasskraftverk med CO2-fangst på Herøya Skagerak presenterte en plan for et gasskraftverk på Herøya med CO 2 -fangst med Akerteknologi i 2006 Dette var basert på gass fra et gassrør til Grenland som det ikke er blitt noe av (så langt) 24

25 CO 2 handling in the Skagerrak/Kattegatregion - Industrial CO 2 emissions Total emissions from large point sources: Approx 13 mill tonnes CO 2 /year Industy Industrien i Grenland: 2,2 mill t. t. Ca 100 km Power plant and Cement Kraftverk plant og Ålborg: sementfabrikk 5,4 mill i Ålborg: t 5,4 mill t Refinery Raffineri Lysekil: 1,9 mill t t Petrochemical plants Stenungsund: 0,6 mill t Borealis i Stenungsund: Refineries 0,6 mill + t power plants + waste incineration To raffineri + kraftverk Gøteborg: og avfallsforbrennings- 2,2 mill t anlegg i Gøteborg: 2,2 mill t

26 CO 2 -utslipp fra utvalgte industrielle kilder i Norge StatoilHydro Melkøya Elkem Thamshavn Smelteverk tonn CO 2 /år Esso Slagentangen Hydro Aluminium Sunndal Ineos Rafnes Raffineri Primæraluminium Petrokjemi (basisprodukter) tonn CO 2 /år tonn CO 2 /år tonn CO 2 /år Norcem Brevik Sementproduksjon tonn CO 2 /år Elkem Thamshavn StatoilHydro Tjelbergodden Hydro Aluminium Sunndal Norske Skog Saugbrugs Halden StatoilHydro Melkøya Papirproduksjon LNG-produksjon tonn CO 2 /år tonn CO 2 /år Norske Skog Saugbrugs Halden Esso Slagentangen Norcem Brevik Ineos Rafnes Yara Porsgrunn StatoilHydro Tjeldbergodden Yara Porsgrunn LNG- og metanolproduksjon Ammoniakk- og gjødselproduksjon tonn CO 2 /år tonn CO 2 /år

27 Fangstkostnader for CO 2 -fangst fra industri i Norge Tel-Tek/Klimakur (Klif), 2009

28 Blant de ti største CO 2 -utslippene i Norge, er 3 i Telemark Rapporten peker ut 5 utslippskilder som anses relevante for videre studier (for fullskala rensing). Industrikraft Møre, Norcem Brevik, Yara Porsgrunn, Ironman Tjeldbergodden, Longyearbyen bydrift. 2 av disse 5 er i Telemark! Rapport fra Gassnova 2012: Mulighetsområdet for realisering av CO2-håndtering i Norge 28

29 Globalt skal vi: Forske på og utvikle CO 2 -fangst, transport og lagring Evaluere mulighetene og de teknologiske, økonomiske og politiske utfordringene for tusenvis av storskala CO 2 -fangst-anlegg 29

30 Nasjonalt skal vi: Forske videre på CO 2 -fangst, transport og lagring Oppfylle internasjonale klimaforpliktelser Evaluere mulighetene og de teknologiske, økonomiske og politiske utfordringene for i hvert fall ett storskala CO 2 -fangst-anlegg 30

31 I Telemark skal vi: Forske videre på CO 2 -fangst, transport og lagring Gjennomføre pilotskala uttesting av CO 2 -teknologi Evaluere mulighetene for i hvert fall ett storskala CO 2 -fangst-anlegg i Telemark Vi bør bygge videre på de kompetansemiljøene vi har Vi bør arbeide for å få tilført ressurser (spesielt nasjonalt) for å øke innsatsen Vi ønsker å være verdensledende på CO 2 -fangst! 31

32 Referanser Tel-Tek (2009). CO 2 fangst av utslipp fra industrianlegg, Report , Tel-Tek, Porsgrunn. Klif (2010). Klimakur IEA/UNIDO (2011). Technology Roadmap - CCS in Industrial Applications. Gassnova (2012). Mulighetsområdet for realisering av fullskala CO 2 -håndtering i Norge.

33 Presentasjon av Lars Erik Øi Født i Horten Naturfaglinjen Fana Gymnas 1978 Sivilingeniør Kjemiteknikk NTH (NTNU) 1983 Forsker Norsk Hydro F-senter, Porsgrunn Prosessingeniør Grøner AS amanuensis HiT fra Prosessteknikk - Gassrensing - Naturgassrensing (fjerning av vann, H 2 S, CO 2 ) - PhD på CO 2 -rensing 2012