I Danmark kan gamle olie og gasfelter bruges til at pumpe CO2-affald fra industri og forbrænding ned i underjordiske hulrum. Teknologien er moden men kræver dog store investeringer i ny kommerciel infrastruktur.
Denne explainer lavet i samarbejde med Charlotte Nørgaard Larsen, projektansvarlig ved Offshore-afdelingen på Danmarks Tekniske Universitet.
Vi mennesker kan gøre meget ved at nedsætte vores forbrug og finde alternative energikilder til fossile brændsler. Men som landet ligger i dag, vil der stadig være områder, hvor det ikke umiddelbart er muligt at nå en nuludledning af CO2 til atmosfæren.
Det gælder blandt andet produktion af cement, hvor den kemiske reaktion ved omdannelse af kalk under ekstremt høje varmetemperaturer frigiver kuldioxid. Eller afbrænding af skrald, selvom vi i Danmark er rigtig gode til at anvende overskydende energi fra forbrændingsanlæggene til fjernvarme.
Da vi allerede har udledt alt for meget CO2 i årtier (og stadig gør det), er der behov for både en markant reduktion på forbrugssiden og aktiv fjernelse fra atmosfæren. Explaineren her går i dybden med sidstnævnte og tager dig med fra fangsten af CO2 ved fabrikkernes skorstene og ud til brøndene, hvor den overskydende gas pumpes ned under velegnede lagringsforhold.
Teknologier til CO2-fangst og lagring er blevet udviklet over de sidste årtier og er i dag en central strategi til at reducere udledninger i både det hurtige og det langsomme kulstofkredsløb. Det hurtige kredsløb omfatter udveksling af kulstof mellem atmosfæren, biosfæren (planter) og havene.
Den foregår over en kort tidsperiode (dage til år). Det langsomme kredsløb tilføjer kulstof aflejringer som over millioner af år bliver omdannet til olie/gas.
I begge kredsløb har vi skabt en ubalance ved at tilføre CO2, via afbrænding af olie og gas som ellers har været bundet i det langsomme kredsløb. Hvis vi i stedet kan afbrænde biogas eller biomasse fra landbrugs-affaldsprodukter, som tilhøre det hurtige kredsløb og derudover fange CO2’en, er vi reelt set med til at skabe negative udledninger og råde bod på fortidens udledningssynder.
Som det er nu, fanger man CO2 direkte ved udledningskilden – altså fra fabrikkernes skorstene.
Det kan for eksempel være fra et kraftværk, der anvender biomasse.
Der er forskellige metoder, men den mest modne er kemisk ’vask’ af røgen. Her fjerner man de klimaskadelige CO2-gasser, før de når ud i luften. Processen kræver grøn energi, men til gengæld er den en effektiv og ’lavthængende frugt’, når det kommer til at få bugt med CO2-udledninger.
Rent praktisk ledes røggassen væk fra skorstenen til et procesanlæg, hvor CO2’en bliver separeret. Det foregår oftest via en kemisk proces baseret på amin-opløsning (en afart af ammoniak), som binder CO2 ‘en. Efterfølgende skal CO2 og aminer skildes ad igen, hvilket sker via opvarmning.
Herefter bliver CO2 sat under tryk, komprimeret til væske- eller gasform og pumpet enten i transporttanke så den kan transporteres med lastvogne/tog, eller direkte i et transport rør.
Gassen fragtes på den måde til et underjordisk lager på fastlandet eller til en havn, hvorfra de sejles ud til et lager under havet.
Her når den indfangede kuldioxid en brønd, dvs. et hul der går minimum 800 meter ned i jorden.
Brønden som CO2’en pumpes ned i har rørføring med cement-foring, der isolerer den fra de omkringlæggende formationer. Inderrøret er i direkte kontakt med de lag i undergrunden, hvor man gerne vil pumpe drivhusgassen ned isoleret fra de højereliggende lag.
CO2 pumpes dybt ned i sandstenslag aflejrede for millioner af år siden under forskellige geologiske tider, og her fordeler den sig i de porrerum, der er 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 – hvoraf mange er mere end 100 meter tykke. De fungerer som en naturlig buffer og sikrer, at CO2’en ikke kommer op til overfladen igen.
Der vil dog være et ’hul i seglet, som er den brønd, man har boret. Når injektionen over en årrække er afsluttet vil brønden blive forseglet med en række cementbarrierer.
Undervejs holder en lageroperatør 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 der er noget som stopper porerne til.
For at forstå om en given undergrund kan anvendes til lagring, udfører man seismiske forundersøgelser. Disse forundersøgelser af undergrunden tager lang tid, da man skal være 100 procent sikker på: 1.) At der ikke er forskydninger i lagene og potentielle passager for opsivning. 2.) At der er tilpas mange forbundne porrer og mulighed for et godt flow. 3.) At der er et solidt segl, som ikke har revner.
Arbejdet indebærer blandt andet etablering af efterforskningsbrønde i området, og at lageroperatøren tager kernejordprøver med til laboratorier for at undersøge, hvor meget CO2 de kan indeholde.
I Danmark er vi på nogle måder heldige, blandt andet fordi vi allerede har etablerede olie og gasfelter i Nordsøen, som kan genbruges. I disse felter kender man formationerne under jorden, har de nødvendige datasæt og viden om, hvordan væske bevæger sig dynamisk gennem lagene, hvilket 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 fået en 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 er 22 gigatons opbevaringsplads i den danske undergrund, og det er alene på land.
Med en fuldt udnyttet kapacitet ville vi potentielt kunne arbejde frem mod negative udledninger – dvs. reelt bidrage til at nedsætte mængden af CO2 i atmosfæren, samtidig med en udfasning 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.
Samtidig er der stor risiko for, at man opdager undervejs, at formationerne ikke kan anvendes til lagring. Det betyder, at vi skal undersøge flere mulige lagre for at sikre at vi får nok kapacitet. Samtidig er der logistiske og økonomiske udfordringer i at få udleder forbundet med lager- og brøndoperatør.
Alligevel ses CO2-lagring som en vigtig del af vores grønne transition, vi skal bare have enderne til at mødes.