Forstå CCS: Med CO₂ hjælper det at begrave problemet

Menneskeskabt udledning af CO₂ til atmosfæren skaber problemer, så en mulig løsning må være at udlede mindre og gerne fjerne CO₂. En måde at gøre det på kaldes Carbon Capture and Storage (CCS) eller CO₂-fangst og -lagring. Se grundprincipperne her.

Begrebet CCS kan lyde teknisk og svært, men det hele kan opsummeres i tre trin, som starter ved CO₂-kilden og ender i jorden:

Derudover er der selvfølgelig en hel del flere detaljer, teknikaliteter og krav, der skal være på plads, for at et CO₂-lager kan etableres og giver mening praktisk, økonomisk og sikkerhedsmæssigt. Fire af de mest afgørende faktorer for et CO₂-lager er:

1. Dybde Reservoiret skal ligge i en dybde på mere end 800 m, da CO₂’en på grund af højt tryk og temperatur fylder ca. 300 gange mindre i den dybde. På den måde kan der lagres meget større mængder CO₂ end på overfladen. Porerummene bliver dog også mindre med dybden, så det giver typisk ikke mening at lagre CO₂ dybere end 2500-3000 m.
2. Reservoirkvalitet Selve reservoiret skal bestå af bjergarter med mange velforbundne porerum af en vis størrelse, så CO₂’en kan fordele sig ud i hele reservoiret. Sandsten er et eksempel på en velegnet reservoirbjergart. Et egnet reservoir består typisk af min. 20 % porerum.
3. Reservoirkapacitet Ud over at bjergartens porerum skal være af en vis kvalitet, skal der være et tilpas stort område med denne egenskab, for at det kan give mening at etablere et anlæg. Laget skal typisk være over 50 m tykt.
4. Indkapsling For at være sikker på, at CO₂’en ikke begynder at sive op igen, sørger man for nøje at udvælge reservoirer, som har overliggende lag af ugennemtrængelige bjergarter. Det skal være bjergarter med meget få og/eller små porerum med dårlig forbindelse mellem hinanden, f.eks. lersten. Laget skal være min. 20 m tykt.

Når de forhold er på plads, burde det i teorien være muligt at etablere et CO₂-lager, og så kommer følgende forhold i spil: Hvor meget kan der være, hvordan indfanges gassen, kan den i virkeligheden også bruges i stedet for at blive lagret? Læs mere herunder.

CO₂ fylder mindre i dybden

Opsamles der 1000 m³ CO₂ fra et kraftværk på jordoverfladen, fylder det kun 3,8 m³, når man pumper det 800 meter ned i undergrunden. Ved 1,5 km endda kun 2,8 m³. Ved ca. 800 meter opnås nemlig det såkaldte kritiske punkt for CO₂-gas, hvor tryk og temperatur er så høj, at gassen skifter form til en såkaldt superkritisk væske.

I den form er CO₂‘en meget mere kompakt end i gastilstanden, har tyngde som en væske, men kan bevæge sig som en gas. Alle gasser har et kritisk punkt, hvor de skifter til superkritisk form. Under to km komprimeres CO₂‘en ikke yderligere

Lagring i olie-gasfelter

Generelt siger man, at CO₂-lagret skal ligge tæt på CO₂-kilden, da det mindsker transportomkostninger. Dog kan det give mening at bruge udtømte olie-gasfelter, hvor dyre boringer, pumper og andet nødvendigt materiel allerede er på plads og måske kan bruges. Transporten sker da med skib eller rørledning inde fra land.

I 2021 er en række danske firmaer og organisationer i gang med at undersøge mulighederne for at lagre CO₂ i gamle danske olie-gasfelter i Nordsøen.

CO₂ fanges på tre måder

Der forskes meget i at udvikle nye og mere effektive fangstmetoder til CO₂-rensning, men indtil videre er de tre herunder de mest udbredte:

• Røggasrensning: Røggassen sendes gennem en tank med en væske, der binder CO₂, mens resten af røgen ledes videre som vanddamp. Væsken med den fangne CO₂ opvarmes og frigiver ren CO₂.
• Forgasning: Anvendes ved afbrænding af kul, hvor kullet opvarmes ved meget høj temperatur sammen med ren ilt. Ved tilsætning af vanddamp opstår en gas af brint og CO₂, som kan deles op, og CO₂’en lagres.
• Oxyfuel: Bruges også ved kulafbrænding. Ud over tilsætning af ren ilt til forbrændingen bruges også recirkuleret røggas. Det gør bl.a., at luften i ovnen ikke indeholder den nitrogen, som findes i atmosfærisk luft. Det gør det lettere at adskille CO₂’en.

Biomasse og CO₂

Ved at indfange CO₂ fra biomasseanlæg får man fjernet CO₂ fra atmosfæren frem for blot at undgå at udlede mere. Biomasse fra planter har nemlig optaget CO₂ gennem fotosyntese. Når biomassen omdannes til biobrændsel, frigives CO₂’en som røggas, der kan indfanges og lagres. Herved fjernes CO₂ fra atmosfæren, samtidig med at der dannes grøn energi. Metoden kaldes BioEnergy CCS (BECCS).

Derudover findes der anlæg, der suger CO₂ direkte ud af luften, hvilket kaldes Direct Air Capture (DAC).

Grønt flybrændstof med CO₂

CO₂ bruges som ressource i flere industrier, for eksempel i fødevareindustrien som tilsætning til sodavand eller andre madvarer, eller som ‘mad’ til planterne i industridrivhuse.

Det er dog også muligt at bruge CO₂‘en til udvikling af bæredygtigt brændstof, herunder flybrændstof. Her kan en del af den fangne CO₂ fra CCS udnyttes frem for at blive gemt af vejen. Det er et aktivt forskningsfelt, der flere steder kaldes Power-to-X.