Gassbasert materialproduksjon En visjon for Nordområdene.. The Barents Sea The Norwegian Sea North Sea North Sea Gassmakskonferansen 27-28 mai, Trondheim Ved forskningsdirektør Jack Ødegård SINTEF Materialer og kjemi 1
Disposisjon Bakgrunn/Motivasjon Ressursgrunnlaget Verdiskapingspotensialet Klimautfordringen Prosjekteksempel Gass-til-Materialer (Gassmaks) Overordnet oppgave Tanker om veien videre 2
Bakgrunn/Motivasjon Regjeringen/Soria-Moria (2005): Innenfor våre internasjonale klimaforpliktelser må en større del av naturgassen som utvinnes på norsk sokkel tas i bruk innenlands til industri-, energi- og transportformål. Regjeringens mål er at Norge skal bli verdensledende i miljøvennlig bruk av gass. Regjeringens Nordområdestartegi (ref. Nye byggesteiner i Nord, 2009): Behovet for videreutvikling av vår nordområdestrategi er større enn noen gang.. Vi vil videreføre og fordype nordområdesatsingen. Utvikle petroleumsvirksomheten og legge til rette for økte ringvirkninger av virksomheten (stimulere til annen virksomhet).utvikle mineralbasert virksomhet.. så la oss nå hjelpe Regjeringen med å realisere sine ambisjoner. Ressursgrunnlaget Verdiskapingspotensialet Klimautfordringen 3
Ressursgrunnlaget Gassforekomster Malm og mineralforekomster Industriell tradisjon (metallurgisk- + petroleums-industri; nasjonalt + verdensledende kompetansebase) The Norwegian Sea The Barents Sea North Sea North Sea Metalliske malmer Industrimineraler Figur 9. Forekomster i Nord-Norge av mineraler med nasjonal interesse. Markert med grønt: I drift. Markert med rødt: Viktig ressurs. Kilde: Mineralressurser i Norge 2007 (NGU og Bergvesenet, 2008, ref 31) 4
Verdiskapingspotensialet Merverdi ved bruk av naturgass som feedstock i industrielle prosesser, til energiproduksjon, og konvertering til foredlede produkter (materialer, energi, petrokjemiske produkter,...) Jernmalm + gass = jern -> stål Cracking av gass -> carbon black -> solcellesilisiumproduksjon Mineral/kvarts + gass(-kraft) = solcellesilisium Gass -> energi (gasskraft) Gass -> syntese -> plast + kjemiske/petrokjemiske produkter +++ CO2 fangst og lagring Betydelige samfunnsmessige ringvirkninger (innenfor servicenæringer og det offentlige ) 5
Klimautfordringen Gass (vs. olje/kull) er en del av løsningen (selv uten CO2 fangst) CO2 fangst og lagring (CCS) Ny miljøvennlig industri Klyngekonsepter for økt energieffektivitet Klyngekonsepter for CCS Produkter innrettet mot fremtidens fornybare energiløsninger (sol, vind, bio, etc) Integrasjon av energiproduksjon og industrielle prosesser åpner for CO2- nøytral industriproduksjon Bellona (årskonferansen 6 mai): Norsk industri kan ta nøkkelposisjon i å legge til rette for klimagasseffektiv energiproduksjon - industriutvikling en del av klimaløsningen (energieffektivisering og gjenvinning, prosessforbedringer, CCS-klynger med integrasjon av gasskraftverk, mm.) 6
Et prosjekteksempel Gass-til-Materialer (GassMat) integrasjonsmodeller for material- og energi-produserende industriklynger Et industrikonsept for bærekraftig naturgass-basert materialproduksjon Brukerstyrt Innovasjons Prosjekt (BIP) i Forskningsrådets Gassmaks program Deltagere: StatoilHydro (prosjektansvarlig), LKAB, Sydvaranger Gruve AS, Celsa, Fesil Sunergy, Alstom, NTNU, SINTEF Budsjett 33 MNOK (15 MNOK fra Forskningsrådet) Varighet: jan 2008 des 2010 7
GassMat - hovedmålsetninger Utrede potensialene for en miljømessig forsvarlig utnyttelse og industriell VIDEREFOREDLING av naturgass sammen med malm/mineral-forekomster i Barentsregionen/Nordområdene. Dette er tenkt realisert gjennom etablering av gass-baserte energi- og material-produserende industriklynger, hvor all CO2 fanges og deponeres i olje/gass reservoarer med null-utslipp til miljøet. Den tilhørende næringsetablering og med det, etablering av 'de gode samfunn' i Nordområdene, blir en av de viktigste samfunnsmessige effekter av etableringen av slike industriklynger. 8
GassMat - delmål Sannsynliggjøre teknisk feasibility (mulighet) knyttet til enkeltprosesser og integrasjons-scenarier. Sannsynliggjøre at de underliggende hypoteser om godheten i konseptet ivaretar miljø, samfunns- og bedriftsøkonomiske hensyn på beste måte. Med dette å berede grunnen for etterfølgende og mer detaljerte studier/utredninger knyttet til utvikling/opprettelse av konkrete industriklynger. 9
GassMat FoU mål Innen 2011, å ha etablert en industrielt anvendbar og helhetlig metodikk for teknisk, miljømessig, bedrifts- og samfunnsøkonomisk analyse av gassbaserte (material-produserende) industriklynger. Phase I/ Cluster-model I Phase II/ Cluster-model II Phase III/ Cluster-model III Sub-pr. 1 Technical feasibility Sub-pr. 2 Sub-pr. 3 Definition of base-case Environmental accounts Corporate-economics model/analysis Methodology for explorations and analyses of complex gas-based industryclusters Sub-pr. 4 Socio-economics model/analysis 10
Tilnærming/metodikk Phase I/ Cluster-model I Phase II/ Cluster-model II Phase III/ Cluster-model III Sub-pr. 1 Technical feasibility Sub-pr. 2 Sub-pr. 3 Definition of base-case Environmental accounts Corporate-economics model/analysis Methodology for explorations and analyses of complex gas-based industryclusters Sub-pr. 4 Socio-economics model/analysis Overall objective of the project is to develop this methodology! 11
12
Iron Ore 100kg CH 4 H 2 1600kg Iron plant Fe+C 1000kg Fe + 72 kg C Steel plant 8kg CO+ 50kg H 2 150kg dust + 500 kg H 2 O 400kWh kwh Ferro Alloys (Si, Mn, Cr, Ni) Steel products Pipes, Bars & Flat Products Oil- & Gasreservoir 100kWh Comb. Heat & Power Plant Carbon Capture & Storage 520kg 80kg H 2 390kg CH50kg 4 H 2 Carbon Black Plant 1300kWh C Carbon for synthetic reductants, electrodes carbon nano-tubes Silicon Plant Quartz Si for aluminum, Steel, solar cells & silicones Closing the loop with return of CO 2 to reservoir for EOR 13
The system (calculation and simulation of mass- and energy balance; METSIM, HYSYS, GTPRO ) 14
DRI Flue gas Iron ore Natural gas Top gas Air Reduced iron Heat Reformed gas 15
EAF DRI Oxygen Air Flue gas Slag Steel 16
Carbon black NG Air H 2 CB 17
Power Gas Turbine (HYSYS) GT13 E2 (Natural gas and syngas) GT 26 (Natural gas ) Validated by Alstom Gas Turbine Range Overview Technical Performance Data Sheet 18
Combined Cycle Gas Turbine (GTPRO) 19
CO 2 capture (HYSYS) Amine absorption 20
The clusterize tool. A computer based decision making model Examine cluster dimensions Clustering is not an option Clustering should be considered Visualise dimensions Examine cluster participants Other partners? Tendency: Check out others Visualise tendency Tendency: Plan cluster Analyse Location Design Cluster Manage Cluster Clustering is not an option Cluster Benefits Click on the yellow ellipsis to perform a desired action. Click on the visualise symbols to show overall results. 21
GassMat industrielle målsetninger Innen 2011, ha definert 2-4 konkrete gassbaserte industriklynger for materialproduksjon, og gjennomført en komplett mulighetsstudie av disse. Innen 2014, ha realisert en komplett, eller deler av minst en konkret industriklynge for demo-produksjon. 22
Våre overordnede oppgaver Å ta vare på miljøet Å utnytte ressursene Å skape de attraktive arbeidsplassene og det gode samfunnet 23
Situasjonen i dag (med unntak av olje & gass virksomheten) Lite industri! 24
Tanker om veien videre. La oss oppstrøms møte nedstrøms. La Petromaks møte Gassmaks. (og OED møte NHD) La oss clusterize.. 25
En mulig samspillsmodell? Regionalt satellitt-prosjekt F Regionalt satellitt-prosjekt B Regionalt satellitt-prosjekt E GassMat / GassPetro Hub prosjekt Regionalt satellitt-prosjekt C Regionalt satellitt-prosjekt D 26
Marked/Industri Prosjekter Prosjekter Gassmaks + Petromaks Renergi + Climit NORD OED NHD MD UD 27
Takk for oppmerksomheten!! 28