Mineralogisk binding av CO 2 Muligheter for kombinert verdiskaping og CO 2 -lagring



Like dokumenter
Mineraler og CO 2 -fangst

Seminar NTVA Teknologiforum 2012 Naturgass og norsk industri Trondheim 6. september Are Korneliussen 1, Richard Bialecki 2 og Ingar Walder 3

NGU Rapport Muligheter for verdiskaping ved CO 2 basert prosessering av mineralske råvarer: Egnede forekomster i Nordland.

CO 2 som innsatsfaktor i industriproduksjon

Med mineraler inn i framtiden. Fra tærekraftig til bærekraftig?

Fra tærekraft til bærekraft Tom Heldal, NGU

Nye muligheter i gamle fjell. Norske mineralressurser i dag og i framtiden. Tom Heldal

Perspektiv på ressursen i Naustdal og framtidig verdiskaping

Karbonatforekomster. Norge har store ressurser som en bør ha kunnskap om mht ressursforvaltning og framtidige muligheter

Verdier i norske fjell

Energi- og miljøteknologi på IFE

Vann, ph, jord og jordanalyser. Norsk Landbruksrådgivning Viken v/ Torgeir Tajet

Kan flyveaske benyttes til å fange CO 2?

MINERALRESSURSER OG VERNEVERDIGE LOKALITETER I SOGN OG FJORDANE

Rensing av vann fra gruveområder

Bruksområder for rest- og biprodukter ved drift på Engebø

Mineralnæringens kunnskapsbehov i nordområdet Ross Wakelin Bodø 14 nov 2011

Verdiskapingspotensialet i Sunnfjord basert på rutil/eklogitt-forekomster

Forutsetninger for økt bruk av naturgass til industrielle formål. Torbjørn Jørgensen Industri Vekst Mosjøen AS

Utfordringer og muligheter i kommunene. Ny teknologi og foredling av kalkstein i Ibestad kommune

MINERALPOTENSIALET I SØR-NORGE NGU-DAGEN Henrik Schiellerup med mange flere...

EKSAMENSOPPGAVE. linjal, kalkulator (hva som helst typ)

Potensiale og utfordringer ved taredyrking til bioenergi

EKSAMENSOPPGAVE. linjal, kalkulator (hva som helst typ) Vil det bli gått oppklaringsrunde i eksamenslokalet? Svar: JA Hvis JA: ca. kl.

100 år med deponering

Tilleggsressursar på Engebø, og i Sunnfjord regionen - Detaljert geologisk forståelse, gir oss oversikt over kvar vi skal leite etter verdiane

om sjødeponiet Engebø

Ny behandlingsmetode av farlig avfall med CO 2 -rik røykgass

Norsk industri - potensial for energieffektivisering

Ren energi fra jordens indre - fra varme kilder til konstruerte geotermiske system. Inga Berre Matematisk Institutt Universitetet i Bergen

Sjødeponi i Førdefjorden naturlige mineraler uten skadelige stoffer

Mo Industripark GRØNN INDUSTRIPARK I VERDENSKLASSE. Jan I. Gabor. Markedsdirektør

HØRINGS NOTAT NOU 2006:18 ET KLIMAVENNLIG NORGE MILJØVERNDEPARTEMENTET, POSTBOKS 8013 DEP, 0030 OSLO.

Utarbeidet av Odd Thraning, Levanger videregående skole.

MINERALER I DET MODERNE SAMFUNNET

Hvordan kan norsk bergindustri bli best på bærekraft? Elisabeth Gammelsæter generalsekretær Norsk Bergindustri NGU-dagene, 7.

Landbrukets klimautfordringer

Mineraler en offensiv satsing på fylkesnivå Innledning

Per Arne Kyrkjeeide, Forsker, Teknova AS: Eyde Biokarbon. NCE Eyde - FoU Forum Elkem AS, Kristiansand

LOs prioriteringer på energi og klima

Utfordringer knyttet til statistisk analyse av komposittdata

GRÅ betong kan også være GRØNN

Trenger vi CO 2 -håndtering for å takle klimautfordringene?

EKSAMENSOPPGAVE. Linjal, kalkulator (hva som helst typ)

Rammebetingelser for innenlands bruk av naturgass

Svartediket 8.april 2008.

Mineraler i Nordland verdisetting og arealfesting av forekomster

Biogass. Miljøperspektiver for biogass i et helhetsperspektiv. Leif Ydstebø

Oppsummering og vurdering av teknologier rundt CO 2 -fjerning

Bruk av vannglass som korrosjonsinhibitor

Tverrfjellet Gruver rensing av gruvevann på naturens premisser

Havner i nord. Jan Morten Hansen seniorkonsulent og prosjektleder - Kystverket Troms og Finnmark

Verdiskaping knyttet til nye teknologier. Energiutvalget - Workshop Gardermoen 9. november 2011

Natur og univers 3 Lærerens bok

Vi bidrar til utvikling av mennesker, virksomheter og næringer!

OPTIMAP Optimal, trygg og kvalitetsbevarende emballering av sjømat og kjøtt pakket i modifisert atmosfære

Verdiskapning og Miljø hånd i hånd

Velkommen til WORKSHOP

Mineralressurser og bærekraftig utviklingen

Engebøfjellet Europas nye titanressurs. Konsekvensutredning av et moderne gruveforetak

Konferanse om bærekraftig utvikling

NGU Rapport Avfall fra blåserensing - miljøundersøkelse og forslag til behandling av avfallet fra kraftverkene i Nidelvvassdraget.

AKVARENA 13. og 14. mai 2013 Arne Hj. Knap

Kommersialisering med miljø som rammebetingelse

Mandat for Innsatsgruppe Energibruk Energieffektivisering i industrien

EKSAMENSOPPGAVE. linjal, kalkulator (hva som helst typ)

Bergindustrien. - hva betyr den for deg?

NGU Rapport Evaluering av framtidig behov og tilgang på industrimineraler og metaller i Buskerud, Telemark og Vestfold

Karbonfangst og lagring fra energigjenvinning av restavfall i Oslo. Pål Mikkelsen Direktør CCS, Fortum Oslo Varme

NGU Rapport Kommunedelplan Tromsdalen, Verdal. Oversikt over geologiske forhold, marked og produksjon av kalkstein.

MULIGHETSSTUDIE 2010 ØKT BRUK AV NATURGASS I NORDLAND

Gass til industrielt bruk (mineraler)

CO 2 to Bio. CO 2 som en ressurs for dyrking av nytt bioråstoff

Mineralske råstoffer

Miljøløsninger i praksis

Klimakur 2020 Lars Petter Bingh. Tiltak og virkemidler for reduksjon av klimagassutslipp fra industrien - fokus på Rogaland

Luft og luftforurensning

Geologisk lagring av CO 2 som klimatiltak

Er kvotesystemet det beste virkemiddelet for å redusere CO2 utslipp? Rolf Golombek 16. oktober 2009

Mineralske ressurser i Hordaland. Rolv M. Dahl og Eyolf Erichsen Norges geologiske undersøkelse

Lete- og utviklingsprosjekter i Sør-Norge

Et nytt haveventyr i Norge

SINTEF Materialer og kjemi Mineralkompetanse

Energi og innovasjon - nye arbeidsplasser og verdiskapning. Erik Skjelbred

KVARTS FOR HIGH-TECH INDUSTRIEN

Teknologiutvikling - Norske muligheter og fortrinn

Ved er en av de eldste formene for bioenergi. Ved hogges fortsatt i skogen og blir brent for å gi varme rundt om i verden.

Farlig avfall i den sirkulære økonomien Farlig avfallskonferansen 2016 Trondheim september. Anita Sundby Morten B. Jensen

FORBRENNINGSANLEGG I BRENSEL OG UTSLIPP

Flyveaske NOAH kundekonferanse, 6.mars 2019

MASSEUTAK LANGSRUDÅSEN

Fornybar energi: hvorfor, hvordan og hvem? EBL drivkraft i utviklingen av Norge som energinasjon

KALENDER. Nyttige mineraler

Fra forekomst til god forvaltning

CO 2 -fri gasskraft. Hva er det?

Hvordan kan MAREANO understøtte marin forskning i nordområdene? Nina Hedlund, Spesialrådgiver Programkoordinator Havet og kysten Norges forskningsråd

SKOG 22 SKOGINDUSTRIELLE MULIGHETER KAN VI NÅ MÅLENE? KOLA VIKEN, 3. november. Olav Veum Norges Skogeierforbund og AT SKOG

GEOLOGI FOR SAMFUNNET

DEL 1: Flervalgsoppgaver (Multiple Choice)

Næringsliv / industri og reduksjon i utslipp av klimagasser. Øyvind Sundberg, senior miljørådgiver

Transkript:

Workshop Gassnova/NFR, Oslo 20. juni 2011 Mineralisering CO 2 -lagring og forretningsidé Mineralogisk binding av CO 2 Muligheter for kombinert verdiskaping og CO 2 -lagring Are Korneliussen Norges geologiske undersøkelse are.korneliussen@ngu.no tlf. 73904200, mob. 92016204

Scenario for økt verdiskaping Landet har unike muligheter for landbasert industriutvikling basert på gass og mineraler KAN I DENNE SAMMENHENG INDUSTRIELL BINDING AV CO 2 BLI ET KLIMATILTAK SOM MONNER? Gass, kull CO 2 Mineralbasert prosessindustri GASS/KULL og MINERALER Verdifulle produkter CO 2 VERDI skaping Prosess industri GRUVE- DRIFT Verdifulle PRODUKTER AVFALL for deponering Industriell utvikling basert på CO 2 Industriutvikling basert på CO 2 og MINERALER CO 2 Verdifulle produkter CO 2 -holdig avfall for deponering (mineralogisk CO 2 -lagring) VERDI skaping Prosess industri GRUVE- DRIFT Verdifulle PRODUKTER CO 2 -holdig mineralogisk AVFALL for deponering DEPONI På land eller sjøbunn

HVORDAN FANGE OPP KOMPONENTER FRA MINERALER/BERGARTER OG BINDE CO 2 SOM KARBONAT? Bergart med silikatbundet CaO, MgO, FeO NATURENS MEKANISMER CO 2 CO 2 + CaO CaCO 3 CO 2 + MgO MgCO 3 (1) OVERFLATEPROSESSER Erosjon/forvitring ved ATMOSFÆRISK TRYKK OG TEMPERATUR (2) METAMORFE PROSESSER I jordskorpa under HØYT TRYKK OG TEMPERATUR POTENSIELLE INDUSTRIELLE PROSESSER (1) ATMOSFÆRISKE FORHOLD (a) Langsom gjennomstrømning i knust bergart av CO 2 /vann (karbonsyre) over lang tid Over 40 % effektivitet Kan gjøres BILLIG (KREC/LKAB) (b) Øke reaksjonshastigheten ved tilførsel av ekstremt kraftig pulsert energi E-Puls teknologi; pågående KREC/Bialecki/NGU-prosjekt Rask reaksjon Mulighet for verdifulle produkter Potensial for industriproduksjon i stor skala (2) VED HØYT TRYKK og TEMPERATUR Rask reaksjon Produkter for verdiskaping

H 2 O CO2 EROSJON NATURENS MEKANISMER for mineralogisk CO 2 -håndtering gjennom tusener og millioner av år Dekomponering/forvitring av bergarter Ca (Mg,Fe) fra berggrunnen danner sammen med CO 2 fra lufta bikarbonat Ca(HCO 3 ) 2 som er løselig i vann (egentlig Ca 2+ + 2HCO 3- ) 50 % returneres MINUS det som bindes i biologisk materiale TRANSPORT som bikarbonat med grunnvann og elver mot havet Ca 2+ + 2HCO 3 - UTFELLING som karbonat (ved endret Ph) Ca 2+ + 2HCO 3- CaCO 3 ( sediment) + CO 2 Biologiske prosesser er viktige CO 2 Ca 2+ + 2HCO 3- CaCO 3 + H 2 O + CO 2 CO 2 OMVANDLING AV BERGARTER I JORDSKORPA Spesielt tydelig for ultramafiske bergarter Mg 2 SiO 4 (olivin) + CO 2 SiO 2 + MgCO 3 Karbonat Kleberstein

Rolla, Troms Svært store mengder CO 2 er lagret som karbonat i berggrunnen i visse deler av landet

H 2 O CO2 NATURENS PROSESSER tar tusener og millioner av år Kan INDUSTRIELL mineralogisk CO 2 -lagring bli et klimatiltak som monner? NEPPE mht global klimautvikling JA mht mulighet for signifikant betydning for norsk CO 2 -regnskap, jfr. dette foredraget Ca(HCO 3 ) 2 Industrielle prosesser Behov for langsiktighet CO 2 Deponi

INNTEKTER Indikativ sammenligning CO 2 - DEPONERING ALTERNATIVER Atmosfære alternativet Reservoar alternativet Mineral alternativet Mineral alternativet Inntekter av mineralske produkter FORTJENESTE Spørsmål (1): Kan CO 2 -lagring gjennom mineralbinding bli et konkurransedyktig alternativ til konvensjonell CO 2 -lagring? UTGIFTER CO 2 -avgift Svært kostbart mht landbasert industri Utgifter til råvarer, prosessering og deponering JA Inntekter ved kombinert produksjon av diverse mineralske produkter

DEKOMPONERING AV SILIKATBERGARTER I KARBONSYRE Potensielt verdifulle produkter fra silikatmineraler SiO 2 og Al 2 O 3 1000-5000 kr/t Høy pris lite markedsvolum Lav pris, stort markedsvolum Ulik løselighet på ulike råvarer Ulike råvarer (bergarter) vil sannsynligvis gi produkter av forskjellig kvalitet OLIVIN CO 2 + Mg 2 SiO 4 (olivin) MgCO 3 (magnesitt) + SiO 2 (+ Ni) Ca. 400 kg CO 2 / tonn olivin Evne til å binde CO 2 70 60 Olivin (dunitt) % 50 40 30 20 10 - Pyroksenitt Anortositt Olivin (dunitt) Klinopyroksenitt Anortositt % SiO2 % Al2O3 % (Ca,Mg,Fe)O

Verdipotensial OLIVIN CO 2 + Mg 2 SiO 4 MgCO 3 + SiO 2 + Ni STORT CO 2 -binding potensial 400 kg CO 2 / t bergart Inneholder 0.2-0.4 % Ni og 40 % SiO 2 TEORETISK verdipotensial - 0.3 % Ni ca. 200 kr/t bergart 100 Mt bergart ca. 20 MRD kr - SiO 2 : 1000-5000 kr/t Begrenset markedsvolum mht høy pris? Nisjeproduktmuligheter for høy pris? - MgCO 3 kan også være salgbart Pris/kvalitet/marked (begrenset) Ressurser: Ubegrenset Åheim Sunnmøre

Verdipotensial ANORTOSITT CO 2 + CaAl 2 Si 2 O 8 CaCO 3 + Al 2 O 3 + SiO 2 LITE CO 2 -binding potensial (< 100 kg CO 2 /t bergart) TEORETISK verdipotensial - Al 2 O 3 : 3000 kr/t (store variasjoner) 30 % Al 2 O 3 900 kr/t bergart 100 Mt bergart 90 MRD kr - SiO 2 : 1000-5000 kr/t Begrenset markedsvolum mht høy pris Nisjeproduktmuligheter? - CaCO 3 1000-3000 kr/t (PCC) Nisjeproduktmuligheter? Pris/kvalitet/marked (begrenset) Ressurser: Ubegrenset Gudvangen - Mjølfjell Gudvangen anortosittgruve Syreløselig plagioklas

Kvarts Kalkspat med ørsmå inneslutninger av grafitt (sorte prikker) Pyritt Grafitt Verdipotensial KALSIUMKARBONAT (CaCO 3 ) CO 2 + CaCO 3 CO 2 + CaCO 3 (renset) INTET CO 2 -binding potensial TEORETISK verdipotensial CaCO 3 : 1000-3000 kr/t (PCC) 90 % CaCO 3 1000-3000 kr/t bergart 100 Mt bergart 90-270 MRD kr Begrenset markedsvolum for høyeste pris Pris/kvalitet/marked (begrenset) Ressurser: Ubegrenset Anrikning av mineralkjemisk høyren CaCO 3 Rent produkt (1) Mekanisk-kjemisk (konvensjonell metodikk) (2) Selektiv oppløsning i karbonsyre og kontrollert utfelling som et verdifullt produkt

Spørsmål (2): Hva er verdiskapingspotensialet gjennom bruk av CO 2 som industrikjemikalie? STORT, må være konkurransedyktig på pris/kvalitet, god markedstilpasning, og LØNNSOMT Teoretisk og indikativt Potensiale for verdiskaping for tre "ubegrensede" ressurstyper Verdibetraktning basert på 100 Mt råvare Kr/t bergart 2 000 1 750 1 500 1 250 1 000 750 500 Olivin (dunitt)? Anortositt? GCC Kalsium karbonat PCC? 225 200 175 150 125 100 75 50 MRD kr 250 25 - - Olivin Olivin CO2 Anortositt Anortositt CO2 Ca-karbonat Ca-karbonat GCC Ca-karbonat CO2

GRUVEDRIFT I GASS MINERALER Spørsmål (3): Hvor ligger de største utfordringene med slike prosesser: Kjemi? Teknisk? Miljø? Logistikk? Lovgiving? PROSESSINDUSTRI I CO 2 H 2 O MINERALER GRUVEDRIFT II OPPLØSNING PROSESSINDUSTRI II. CO 2 -holdig mineralogisk materiale for DEPONERING Verdifulle PRODUKTER Den største og absolutt avgjørende utfordringen er TEKNISK Nøkkelen er å oppnå RASK dekomponering /oppløsning av visse bergarter i karbonsyre Separasjon og anrikning av verdifulle produkter Energi; optimalisering og gjenvinning Dernest MILJØ Innebærer gruvedrift og deponering av store mengder CO 2 -holdig mineralogisk materiale

. Grunnprinsipp Kjeøy-prosjektet Utnytte den kjemiske prosessens evne til å reagere raskt ved å tilføre EKSTREMT KRAFTIG PULSERT ENERGI PULSERT energitilførsel Denne teknologien kan benyttes for: Oppnå rask- og energieffektiv karbonsyreoppløsning av mineraler KREK, Bialecki og NGU prosjekt; finansiert av Innovasjon Norge, Nordland fylkeskommune og NGU. Integrert med pulverisering av stein.. Effekt Energiintensitet KONVENSJONELL mekanisk energitilførsel Tid

PRINSIPP FOR RASK OPPLØSNING AV BERGARTER I KARBONSYRE Integrert pulverisering av bergarten (E-Puls) Og ekstremt kraftig omrøring (E-Puls) Pulsert ENERGI INN Olivin H 2 O CO 2. Oppløsning i karbonsyre ved atmosfæriske forhold Utfelling Separasjon Anrikning Verdifulle produkter CO 2 -holdig materiale for deponering. Potensial for ENERGI UT > ENERGI INN Karbonatisering av olivin utvikler varme (eksotermisk reaksjon)

PRINSIPPSKISSSE FOR DEKOMPONERING AV MINERALER I KARBONSYRE OG BINDING AV CO 2 I KARBONAT I EN SEMIDYNAMISK PROSESS ved atmosfærisk trykk og temperatur (1) CO 2 + Olivin MgCO 3 + SiO 2 + Ni - STORT potensial for CO 2 -binding (2) CO 2 + Anortositt CaCO 3 + Al 2 O 3 + SiO 2 - LITE potensial for CO 2 -binding (3) CO 2 + Karbonat CO 2 + CaCO 3 (renset) - INTET potensial for CO 2 -binding Fokus OPPLØSNING UTFELLING Håndtering av resterende CO 2 med CaO (brent kalk)? CaO + CO 2 CaCO 3 H 2 O + CO 2... CO 2 + H 2 O MINERAL Verdifullt Produkt Verdifullt Produkt Uløst rest Karbonat (Ca,Mg,Fe)CO 3 Verdifullt Produkt DEPONERING

NÅR CO 2 -LAGRING ER MÅLET NESTEN ALT MINERALOGISK MATERIALE DEPONERES Ni fra olivin er en miljøgift (fordi er ikke lenger silikatbundet) som må tas vare på og selges som et verdifullt produkt (inngår i produksjon av rustfritt stål) POTENSILAE CO 2 - lagring Verdiskaping (1) OLIVIN (+ diverse ultramafiske bergarter) CO 2 + Mg 2 SiO 4 (olivin) SiO 2 + Ni (produkt)+ MgCO 3 (2) ANORTOSITT CO 2 + CaAl 2 Si 2 O 8 Al 2 O 3 + SiO 2 + CaCO 3 (3) KALKSPATMARMOR CO 2 + CaCO 3 CaCO 3 + CO 2 (4) ANDRE MULIGHETER Klinopyroksenitt (CO 2 -lagring + apatitt) Eklogitt (CO 2 -lagring + rutil, granat) Diverse andre muligheter Deler av den SiO 2 - og MgCO 3 som dannes kan renses? Nisjeprodukter?

NÅR VERDISKAPING ER MÅLET Mulighet for tilknytning til eksisterende industri med tilgjengelig CO 2 KAN VÆRE KORT VEI FRAM MOT INDUSTRIALISERING i mindre skala Alt ikke-salgbart mineralogisk materiale må deponeres (1) OLIVIN CO 2 + Mg 2 SiO 4 (olivin) SiO 2 + Ni + MgCO 3 PRNSIPPSKISSE Olivin/dunitt (2) ANORTOSITT CO 2 + CaAl 2 Si 2 O 8 Al 2 O 3 + SiO 2 + CaCO 3 POTENSIAL CO 2 - lagring Verdiskaping Anortositt Ca-Karbonat Andre muligheter (3) KALKSPATMARMOR CO 2 + CaCO 3 CaCO 3 + CO 2 (4) KOMBINASJONSMULIGHETER Klinopyroksenitt (CO 2 -lagring + apatitt) Eklogitt (CO 2 -lagring + rutil, granat)

ØKT VERDISKAPING BASERT PÅ GEOLOGISKE RESSURSER Ved integrert gruvedrift, prosessering og deponering GRUVEDRIFT Verdiskaping Realisering av muligheter Deponi PROSESSINDUSTRI GASS, KULL CO 2 -holdig avgass Spektrum av Verdifulle PRODUKTER PROSESSINDUSTRI CO 2 + MINERALER GRUVEDRIFT BIOLOGISK PRODUKSJON CO 2 + H 2 O + MINERALER ALGER + O 2 Deponi CO 2 Deponi CO 2

UNIKE MULIGHETER FOR GASS OG MINERAL- BASERT VERDISKAPING Det som trengs er tilgjengelig sjøveien Egnede råvarer er tilgjengelige fra gruver i produksjon Ressursene er store Gass/LNG er tilgjengelig STØRSTE UTFORDRINGER SAMFUNNSAKSEPT CO 2 -mineral PROSESSUTVIKLINGEN Utvikle miljøakseptable DEPONERINGSLØSNINGER

Spørsmål i møteinvitasjonen HVORDAN REALISERE verdiskaping og CO 2 -lagring gjennom mineralisering? (1) Kan CO 2 -lagring gjennom mineralbinding bli et konkurransedyktig alternativ til konvensjonell CO 2 -lagring? (2) Hva er verdiskapingspotensialet ved bruk av CO 2 som industrikjemikalie? (3) Hvor ligger de største utfordringene med slike prosesser: Kjemi? Teknisk? Miljø? Logistikk? Lovgiving? (4) Hvordan kan totale CO 2 - og energibalanser dokumenteres? Neste trinn i prosjektutviklingen (5) Hvordan bør dette kommuniseres til viktige beslutningstakere? Teknisk Først og størst: Oppnå RASK og industrirelevant (ved atmosfæriske forhold) OPPLØSNING av bergarter i karbonsyre. FOKUS I PÅGÅENDE PROSJEKT SEPARASJON og ANRIKNING av verdifulle produkter Energioptimalisering og gjenvinning Miljø JA Men krever integrert produksjon av verdifulle mineralske produkter STORT I form av verdifulle mineralske produkter Gruvedrift og DEPONERING av store mengder av CO 2 -holdig mineralogisk materiale SAMFUNNSAKSEPT, POLITISKE FØRINGER, NASJONALT SAMARBEID OG KOORDINERING (NFR?),.

VISION 100 Verdiskaping basert på GEOLOGISKE RESSURSER VERDIskaping (relativ) Olje og Gass VISJON 100 PROSESS industri GRUVEDRIFT 2010 2020 2030 2040 CO 2 med mineralogisk CO 2 -håndtering