CO2-fangst, -lagring og -udnyttelse

CO2-fangst, -lagring og -udnyttelse er processen med at opsamle affaldskuldioxid (CO2) og transporterer det til et opbevaringssted hvor det deponeres. Målet er at forhindre frigivelse af store mængder CO2 ind i atmosfæren fra tung industri og bruge det til fx E-fuels.

Lektor ved DTU Kemiteknik, Philip Fosbøl, forsker bl.a. i CO2 fangst. Sammen med projektpartnere fra ARC, Rambøll og Pentair støttet af EUDP, er han med til at teste et CO2 fangst pilotanlæg på Amager Bakke.
Lektor ved DTU Kemiteknik, Philip Fosbøl, forsker bl.a. i CO2 fangst. Sammen med projektpartnere fra ARC, Rambøll og Pentair støttet af EUDP, er han med til at teste et CO2 fangst pilotanlæg på Amager Bakke.

Niveauet af CO2 i atmosfæren er det højeste siden 1800-tallet på grund af forbrænding af fossile brændstoffer.

CO2-fangst og lagring af CO2 er teknologier, der anses for at kunne være med til at reducere CO2-udledningen og dermed den globale opvarmning.

På DTU forsker vi både i CO2-fangst, lagring, og hvordan man kan udnytte den CO2, der ikke lagres til at skabe nye kemikalier og grønne brændstoffer.

Hvad er CO2-fangst, lagring og udnyttelse?

Fangst og lagring af CO2 bliver forkortet CCS (Carbon Capture Storage).

For nylig er man dog begyndt at tilføje et ”u”, så det hedder CCUS, som står for Carbon Capture Utilization and Storage, fordi man forventer, at CO2 i fremtiden bliver en værdifuld ressource, der ikke bare skal fanges og lagres, men også skal udnyttes som led i klimaindsatsen.

I dag kan man fange CO2 fra røgen fra industrier, som kraftvarmeværker eller udskille den fra biogasanlæg i stedet for bare at lukke CO2’en ud i luften.

Tag biogas for eksempel. Det består primært af drivhusgasserne metan og CO2. Biogassen kan umiddelbart brændes af for at skabe varme, men det er også muligt at opgradere den ved at skille de to gasser ad. Metanen kan blandt andet udnyttes i naturgasforsyningen, mens CO2’en i stedet for bare at blive lukket ud, skal fanges.

En måde man kan fange CO2 på, er ved at føre den gennem lange rør ned til en væske, som bl.a. består af forskellige tilsætningsstoffer, der hjælper med at optage CO2’en i væsken. Når CO2’en er optaget i væsken, kan den udskilles og lagres i undergrunden. Det sker ved, at CO2’en skal pumpes ned i undergrundens mange små hulrum, mens lerlaget ovenover fungerer som et låg.

Beregninger fra GEUS har vist, at undergrunden i Danmark formentlig kan indeholde op til 22 mia. ton (GT) CO2. Det svarer til mellem 500 og 1000 års samlet dansk udledning på nuværende niveau. Derfor arbejder man på at komme i gang med at lagre CO2 i Danmark.

I stedet for at lagre CO2’en fra biogassen, som er optaget i væsken, vil den også kunne udvindes igen i en renere form uden svovl og andre rester fra biogassen, hvilket forvandler den til en ressource, det vil sige et produkt, som kan sælges videre og udnyttes til andre formål som fx at producere kemikalier og på sigt også grønne brændstoffer (Power-to-X).

På DTU undersøger forskerne derfor, hvordan CO2 kan både fanges mest effektivt, lagres, men også udnyttes som ressource i fremtiden.

Illustration der viser hvordan CO2 fanges, lagres og udnyttes.
Når CO2'en er fanget, skal den enten lagres eller anvendes i produktion af grønne brændsler. Illustration: DTU

Hvorfor skal CO2 fanges og lagres?

Interessen for CO2-fangst har været stigende siden FN’s klimapanel i 2018 gik ud med budskabet om, at CO2-fangst ikke er til at komme udenom, hvis vi skal begrænse global opvarmning.

Niveauet af CO2 i atmosfæren er det højeste siden 1800-tallet på grund af forbrænding af fossile brændstoffer. Der er generel enighed om, at atmosfærisk CO2 er hovedårsag til global opvarmning.

Langt de fleste lande har tilmeldt sig Parisaftalen, der betyder, at temperaturen skal holdes under 1,5 grader C. For at det skal være realistisk, skal den nuværende udledning af CO2 og andre drivhusgasser stoppes.

Den danske regering har derfor forpligtet sig til et klimamål om at reducere CO2-udledningen med 70 procent inden 2030, og inden 2050 skal udledningen være nul.

Forskning og videreudvikling af CO2-fangst, lagring og anvendelse af CO2 er afgørende for at nå disse mål.

LÆS OGSÅ: CO2 skal fanges og udnyttes.

Hvor langt er Danmark med CO2-fangst?

Frem mod 2030 vil Danmark primært reducere udledningen ved at fange og lagre CO2 i undergrunden. Det skyldes, at CO2-fangst og lagring er en eksisterende teknologi, som det nu handler om at få testet og bragt op i stor skala. Den udvikling bidrager DTU til.

DTU har bl.a. udviklet et mobilt anlæg, der kan fange CO2 fra biogasanlæg og kraftværker og for at opnå vigtige driftserfaringer.

En af udfordringerne er at få bragt energiforbruget ned, så CO2-fangst ikke bliver dyrt. Derfor forsker DTU bl.a. i, hvordan man kan sammensætte de kemiske væsker, som bruges til at fange CO2, og hvordan man kan anvende varmepumper mv. for derved at minimere energiforbruget.

Der forskes også i, hvordan CO2-fangst kan kobles sammen i et integreret energisystem.

LÆS OGSÅ: CO2-fangst - på en gang klimagevinst og god forretning.

Hvor langt er Danmark med CO2-lagring?

På lagringssiden har man erfaringer fra udlandet. GEUS, De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland samarbejder derfor med DTU om at afdække de tekniske potentialer for lagring af CO2 i den danske undergrund.

Beregninger fra GEUS har vist, at undergrunden formentlig kan indeholde op til 22 mia. ton (GT) CO2. Det svarer til mellem 500 og 1000 års samlet dansk udledning på nuværende niveau.

Læs mere om lagring af CO2GEUS's hjemmeside.

Hvor langt er Danmark med CO2-udnyttelse?

Teknologierne til at anvende og udnytte CO2 til fx at producere grønne brændstoffer er endnu ikke så udviklede, at de kan bidrage med væsentlige reduktioner. Derfor er CO2-udnyttelse et område, som DTU forsker i. 

Et eksempel på, hvordan man kan udnytte CO2 er, at man via elektrolyse kan omdanne strøm fra vindmøller og solceller til grøn brint (hydrogen) og derefter fremstille gasser og flydende brændsler ved at tilsætte brinten kulstof fra CO2 (Power-to-X).

Forskning skal være med til at sikre, at Danmark er klar til at udnytte CO2 som ressource frem mod klimamålet om at være CO2-neutral i 2050.   

LÆS OGSÅ: Power to X kræver en stor forskningsindsats.

Hvad er perspektiverne for CCUS i fremtiden?

Frem mod 2030 arbejder forskerne sammen med industri og myndigheder på at udvikle og teste de allerede kendte teknologier til fangst og lagring, så de kan nå op i stor skala og bidrage hurtigst muligt med den nødvendige reduktion.

Samtidig forskes der i, hvordan teknologierne kan blive så bæredygtige og effektive som muligt. Fx har nogle af de nyeste avancerede fangstteknologier ulemper med hensyn til høj temperatur og tryk og brug af opløsningsmidler og andre kemikalier. Her skal der på den lange bane udvikles mere miljøvenlige løsninger, der involverer enzymteknologi og mikrobiel bioteknologi.

På længere sigt skal CCUS-systemer i Danmark være en integreret del af et grønt energisystem, da det at fange CO2 er ret energikrævende. Fremtidens fangst skal køre på grøn strøm indgå som i led i elektrificeringen af samfundet.

Frem mod 2050 forventes det, at forskningen er så langt, at CO2 bliver et råmateriale til produktion af bæredygtige brændstoffer. Derfor skal der planlægges i infrastruktur og sikker transport af fanget CO2, men også i integration med brintlagring og Power-to-X produktionsfaciliteter.

På endnu længere sigt bliver der også behov for at udvikle teknologier til direkte luftfangst af CO2, da de nuværende teknologier alle er målrettet CO2-kilder, såsom energiproducerende anlæg, industri osv.

I et fremtidigt fossilfrit samfund vil vi sandsynligvis se en mangel på CO2, fordi den udnyttes til brændstoffer og andre formål. På det tidspunkt vil fanget ”grøn” CO2 være den eneste måde at reducere atmosfæriske niveauer af CO2 på og den eneste kilde til CO2 som råmateriale.  

LÆS OGSÅ: National strategi for Power-to-X haster.


Produceret i samarbejde med Philip Fosbøl, lektor ved DTU Kemiteknik.