Vi mennesker kan gøre meget ved at nedsætte vores forbrug og finde alternative energikilder til fossile brændsler. Alligevel vil der i dag være områder, hvor det ikke er muligt helt at undgå CO2-udledning til atmosfæren.
Det gælder blandt andet produktion af cement, hvor den kemiske reaktion ved omdannelse af kalk under ekstremt høje temperaturer frigiver kuldioxid. Eller afbrænding af skrald, selvom vi i Danmark er rigtig gode til at anvende overskydende energi fra forbrændingsanlæggene til fjernvarme.
Da mennesker allerede har udledt alt for meget CO2 i årtier, og stadig gør det, er der behov for at nedsætte udledningen og aktivt fjerne CO2 fra atmosfæren.
Teknologierne til CO2-fangst og lagring er blevet udviklet over de sidste årtier som en central strategi for at reducere udledninger i både det hurtige og det langsomme kulstofkredsløb:
I begge kredsløb har vi mennesker skabt en ubalance ved at tilføre CO2, som ellers har været bundet i det langsomme kredsløb. Det er gjort via afbrænding af olie og gas. Hvis vi i stedet kan afbrænde biogas eller biomasse fra landbrugs-affaldsprodukter, som tilhører det hurtige kredsløb, og derudover fange CO2’en, er vi reelt set være med til at skabe negative udledninger. Det kan føre noget af det udledte CO2 tilbage til det langsomme kredsløb.
En effektiv metode til CO2-fangst foregår direkte ved udledningskilden – ved fabrikkernes skorstene.
Det kan for eksempel være fra et kraftværk, der anvender biomasse.
Der er forskellige teknikker, men den mest modne er kemisk ’vask’ af røgen. Her fjerner man de klimaskadelige CO2-gasser, før de når ud i luften. Selvom processen kræver energi, er den en nem og effektiv måde at mindske CO2-udledninger på.
Rent praktisk ledes røggassen fra skorstenen til et procesanlæg, hvor CO2’en separeres fra røggassen.
Det sker oftest ved hjælp af en aminopløsning, som kemisk binder CO2. Aminer er organiske forbindelser, der indeholder kvælstof, og de kan bruges til at opfange CO2 fra røggassen. Bagefter skal CO2’en frigøres fra aminopløsningen igen, og det sker ved opvarmning.
Herefter bliver CO2‘en sat under tryk, komprimeret til væskeform og pumpet enten i transporttanke, så den kan transporteres med lastvogne eller tog, eller direkte i et transportrør.
Gassen kan på den måde fragtes til et underjordisk lager på fastlandet eller en havn, hvorfra den sejles ud til et lager under havet.
Her når den indfangede CO2 en brønd, det vil sige et hul, der går minimum 800 meter ned i jorden.
CO2 pumpes dybt ned i sandstenslag, som blev aflejret for millioner af år siden i forskellige geologiske perioder. Her fordeler gassen sig i de porerum, der findes i formationen.
Hulrummene i formationen indeholder saltvand, som i første omgang forskydes. Over tid vil den overskydende kuldioxid fra menneskers produktion og forbrug absorberes i saltvandet og søge nedad, fordi CO2-holdigt vand er tungere end normalt vand.
Efter tusind år begynder det at mineralisere til sten.
Operationen med CO2-lagring er kun sikker og forsvarlig, hvis der ovenfor er et solidt forseglende lag.
I Danmark har vi heldigvis mange ler-aflejringer – og flere af dem er mere end 100 meter tykke. De fungerer som en naturlig barriere og sikrer, at CO2’en ikke kommer op til overfladen igen.
Når der ikke kan pumpes mere CO2 ned i brønden, vil den blive forseglet med cementbarrierer.
Undervejs holder lageroperatører via forskelligt overvågningsudstyr nøje øje med, at der ikke siver CO2 op fra undergrunden – både omkring brønden og det nærliggende område. For eksempel kan en stigning i det tryk, CO2’en pumpes ned med, indikere, at lagret er ved at være fyldt. Eller at der er noget, som stopper porerne til.
For at forstå om en undergrund kan anvendes til lagring, udfører man seismiske forundersøgelser. Forundersøgelserne af undergrunden tager lang tid, da man skal være 100 procent sikker på:
Arbejdet indebærer en etablering af efterforskningsbrønde i området, hvor lageroperatøren tager borekerneprøver og bruger dem til at undersøge, hvor meget CO2 brøndene kan indeholde.
I Danmark er vi på nogle måder heldige, fordi vi allerede har etablerede olie og gasfelter i Nordsøen, som kan genbruges. I felterne kender man formationerne under jorden og har de nødvendige datasæt og viden om, hvordan væske bevæger sig dynamisk gennem lagene. Den viden gør, at det er muligt at modne dem hurtigere.
I skrivende stund er der givet 8 licenser til CO2-lagring – fire på land og fire på havet. Men der er på nuværende tidspunkt kun ét enkelt lager, som er modent nok til at have tilladelse til at lagre CO2 i undergrunden – resten af licenserne er efterforskningslicenser. GEUS (De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland) har vurderet, at der kan opbevares flere hundrede års danske udledninger i undergrunden.
Med en fuldt udnyttet kapacitet kan vi arbejde frem mod negative udledninger. Derfor kan vi reelt bidrage til at nedsætte mængden af CO2 i atmosfæren, samtidig med at vi udfaser af brugen af olie og gas. Vi vil også kunne importere og lagre CO2 fra andre lande. Udfordringen er dog, at det kræver rigtig store up-front investeringer at etablere fangst anlæg, infrastruktur og lagre.
Alt imens er der stor risiko for, at man undervejs i efterforskningsfasen opdager, at enkelte formationer ikke kan anvendes til lagring.
Det betyder, at vi skal undersøge flere mulige lagre for at sikre at vi får nok kapacitet. Der er også logistiske og økonomiske udfordringer i at få udleder forbundet med lager- og brøndoperatør.
Alligevel ses CO2-lagring som en vigtig del af vores omstilling.
Denne explainer lavet i samarbejde med Charlotte Nørgaard Larsen, projektdirektør ved DTU Offshore på Danmarks Tekniske Universitet.