Til hovedinnhold

I EUs største forskningsprosjektet på CO2-håndtering kniver teknologer om løsninger for neste generasjons fangstanlegg. SINTEF har fått en av sine ideer gjennom nåløyet.

Tekst: forsker Marie Bysveen

DECARBit-prosjektet er inne i en spennende fase. Sammen med sentrale aktører i EU er det valgt ut piloter som skal demonstrere utvalgte teknologier som er nødvendig for å oppfylle visjonen før-forbrenningsfangst av CO2.

Den mest modne teknologien for CO2-fangst fra kull og gasskraftverk bruker skrubbing av eksosgassen ved hjelp av kjemikalier for å separere ut CO2. EU-prosjektet DECARBit omhandler en av flere andre løsninger som er relevante for neste generasjons CCS-anlegg. Dette innebærer fjerning av karbonet før det går til kraftstasjonen.

Hovedfokus i prosjektet er å gjøre såkalt ”pre-combustion” CCS mulig til lavere kostnad gjennom å utvikle teknologier for CO2 separasjon ved høyt trykk og temperatur, O2 separasjon samt hydrogenrik forbrenning i gassturbiner med lave utslipp og høy effektivitet. Prosjektets målsetning er å kunne utvikle teknologier som kan bidra til en fangstkostnad ned mot 15 €/tonn CO2 fra fossile kraftverk.

Internasjonalt anerkjent miljø
Faglag Forbrenning ved SINTEF Energi har høstet betydelig internasjonal anerkjennelse. Faglaget er en foretrukket samarbeidspartner innen forskning og utvikling for sentrale industriaktører, blant annet innen utvikling av sentral teknologi og kunnskap innenfor CO2-fangst.

Gruppen har lang erfaring gjennom de siste 30 år. Aktivitet fra blant annet prosjektene ENCAP og DYNAMIS i EUs 6. rammeprogram, var med å danne grunnlaget for det betydelige løftet som DECARBit representerer.

Strategien er å bygge på viktig erfaring bygget i disse prosjektene og andre, og å videreutvikle felles retningslinjer og referansedokumenter for grensebetingelser for å ta CCS-teknologiene et betydelig steg videre mot storskala implementering.

Fem delprosjekter
Partnerne i prosjektet samarbeider om forskning, utvikling og bygging i fem delprosjekter som tematisk deler opp de teknologiske utfordringene som prosjektet jobber med. Disse delprosjektene er skissert i figuren. 

SINTEF er delprosjektleder for to av disse delprosjektene: ”SP4 – Enabling technologis for pre-combustion” med fokus på hydrogenrik forbrenning i gassturbiner, samt ”SP5 – Pre-combustion pilots” hvor en håndfull piloter er valgt ut og skal kjøres i siste del av prosjektet. Nils Erland Haugen og Petter Røkke – begge fra SINTEF Energi - er delprosjektledere for henholdsvis SP4 og SP5 i DECARBit.

Delprosjekter (SP-er) i DECARBIT-prosjektet.

Pilotutvelgelse
Prosjektet er nå halveis i prosjektperioden, og har dermed gått inn i fase to som har hovedfokus på piloter på utvalgte teknologier. Det har vært en utvelgelsesprosess, hvor samarbeidende forskningsmiljøer har gått sammen om å sende inn søknader på piloter som de ønsker å bygge og teste – basert på resultater oppnådd i første fase av prosjektet.

Disse søknadene har blitt vurdert av en gruppe kalt TEAC – TEchnical Advisory Committee (TEAC) som har gitt sin anbefaling til styret i prosjektet. Styret i prosjektet gjorde så en selvstendig og godt fundert beslutning om hvilke piloter som går videre i mars. Av disse er én ledet av SINTEF Energi – og er knyttet til avansert kryogen teknologi for separasjon av oksygen fra luft.

Pilot for kryogen luftseparasjon
Miljøet rundt seniorforsker Petter Nekså leder arbeidet med piloten på kryogen luftseparasjon som fikk gode tilbakemeldinger i utvelgelsesprosessen. Dette arbeidet gjøres i tett samarbeid med NTNU på forskningssiden og Air Liquide i Frankrike som den viktigste industriaktøren på dette temaet i prosjektet.

Redusere tap
Målet med den nye prosessen er å redusere energimessige tap i destillasjonskolonner benyttet for luftseparasjon ved å varmeintegrere disse, på engelsk Heat Integrated Distilliation Columns (HIDiC), se figur.

Halveringspotensial
Potensialet for effektivitetsøkning i destillasjonsprosessen ligger på om lag 50 prosent for denne teknologien. PhD-kandidat Leen van der Ham har dette som tema for sin doktorgrad under veiledning av professor Signe Kjelstrup på NTNU. For å kunne realisere teknologien er det viktig å verifisere de teoretiske resultatene eksperimentelt. Dette skal pilotanlegget, som planlegges bygget i laboratoriet ved SINTEF Energi i løpet av høsten, bidra til. Utprøvingene er planlagt å være ferdig i løpet av 2011.

To kolonnedeler
Relativt ren oksygen kreves i forbrenningsprosessen til gassturbinen. Oksygenet separeres fra luft i destillasjonskolonner ved kryogene temperaturer. Vanligvis gjøres dette i to separate separasjonstrinn ved å muliggjøre kontinuerlig varmeutveksling mellom trinnene, som vist i figuren. 

 DECARBit-partnere i Europa

 

Kontakt:
Marie Bysveen  

 

FAKTA
DECARBit er et fireårig prosjekt som startet i 2008 og som har 16 partnere fra ti ulike land i Europa. Totalbudsjettet er på 120 millioner kroner, hvorav 45 millioner går til forskning og utvikling ved SINTEF og NTNU.