CCU och CCS

CCS och CCU – Viktiga pusselbitar för att minska koldioxidutsläppen

Dr. Eva Amsen

tillsammans med Nestes team för förnybar vätgas och Power-to-X

De två teknikerna CCS - att skilja av och permanent lagra koldioxid - och CCU - att skilja av och använda koldioxid - är två verktyg för att minska utsläpp som båda kan komma att få stor betydelse i arbetet med att bekämpa klimatförändringarna. Samtidigt som CCU är en integrerad del av den långsiktiga visionen är CCS nödvändigt för att uppnå omfattande minskningar av koldioxidutsläppen så snart som möjligt.

Avskiljning och lagring av koldioxid (CCS), och avskiljning och användning av koldioxid (CCU), är två begrepp som håller på att få stort genomslag inom energisektorn. De två teknikerna kan utnyttjas för att skapa koldioxidneutrala processer, eller till och med, för att uppnå negativa utsläpp av växthusgaser för vissa produkter. Redan idag används CCS för att förhindra utsläpp av nästan 40 miljoner ton koldioxid (CO2) per år och hundratals ytterligare projekt pågår just nu eller är under utveckling.

Enligt en FN-rapport krävs det samlade ansträngningar från hela världen för att förhindra koldioxidutsläpp och nå målen i Parisavtalet. CCS och CCU spelar en viktig roll för att uppnå detta mål.

För att få en uppfattning om potentialen och behovet av CCS och CCU har vi sammanställt en artikel fullspäckad med information om det här fenomenet, som ger dig chansen att lära dig mer om CCS och CCU.

Vad är CCS och CCU och hur kan man skilja ut koldioxid i en industriell process?

CCS och CCU refererar till att skilja av koldioxid ur en pågående industriell process och sedan antingen lagra det permanent (CCS), eller använda det genom att omvandla det till värdefulla produkter, som bränslen och kemikalier (CCU). Både CCS och CCU bygger på koldioxidavskiljning så skillnaden mellan dem ligger i det som händer efter avskiljningen.

Nya tekniker för att skilja av koldioxid utvecklas snabbt och ett antal metoder tillämpas redan framgångsrikt för att avskilja koldioxid från olika källor.

Teknikerna för koldioxidavskiljning kan delas in i tre huvudkategorier:

Efter förbränning – Avfallsgas som släpps ut från industriell förbränning eller kraftverk samlas in och koldioxiden avskiljs.

Före förbränning – När man förbehandlar bränslen genom att koldioxid avskiljs från de komponenter som sedan förbränns. Exempelvis genom att först omvandla kol till en blandning av koldioxid och vätgas genom förgasning, och sedan avskilja koldioxiden och endast bränna vätgasen.

Oxyfuel-förbränning – Användning av rent syre istället för vanlig luft vid förbränning gör att en större andel av den avfallsgas som bildas består av koldioxid, vilket i sin tur gör att det blir lättare att avskilja och lagra eller återanvända denna.

Förutom de metoder som nämns ovan finns det tekniker för koldioxidavskiljning som utvecklas för att fånga in koldioxid direkt från atmosfären, även när ingen förbränning görs.

Används dessa tekniker redan och vad kan man göra med koldioxiden efter att den fångats in?

Koldioxidavskiljning efter förbränning har införts i stor skala och flera projekt inom detta utvecklas runt om i världen redan nu (exempelvis i Europa och USA). Lagring av infångad koldioxid kan ske på lagringsplatser i jorden ute till havs, som exempelvis gamla olje- och gasfält.

Vissa industrier kan direkt använda avskild koldioxid. Livsmedelsindustrin använder koldioxid för att producera drycker eller till torr is, som används vid transporter av mat och råvaror som behöver hållas kylda. Sådana tillämpningar leder inte till netto utsläppsminskningar men är metoder att få användning för den avskilda koldioxiden.

CCS kan bana väg för CCU om den avskilda koldioxiden i framtiden används som råmaterial för nya produkter. Avskild koldioxid kan exempelvis omvandlas till bränslen eller kemikalier genom att kombinera den med förnybar vätgas. Denna teknik kallas ”Power-to-X”, och den möjliggör omvandling av förnybar el (energi) till bränslen, kemikalier eller material (X). Denna teknik betraktas som central för att snabba på utvecklingen av koldioxidneutrala transporter och material. Det huvudsakliga målet med dessa CCU-metoder är att använda den avskilda koldioxiden för att ersätta fossila kolråvaror i framställningen av vissa produkter. På så vis behöver man inte hämta upp nya fossila råvaror för att tillverka sådant som bränslen och material.

”En av en de mest intressanta tillämpningarna av Power-to-X-lösningar som använder koldioxid hittar man i de branscher som behöver fortsätta använda flytande kolbaserade bränslen under en längre tid. Power-to-X ger oss även en intressant möjlighet att binda kol i hållbara och återvinningsbara material,” säger Suvi Kurkijärvi, Business Development Manager Renewable Hydrogen and Power-to-X på Neste.

Flygtrafik och luftfart är bra exempel på industrier där förnybar el är svår att använda i dagsläget, därför kommer de att behöva fortsätta använda flytande bränslen under en lång tid. Power-to-X möjliggör produktion av flygbränslen genom att använda förnybar el och koldioxid, vilket innebär en intressant lösning för sektorn om cirka tio till 15 år. Andra tillämpningar av CCU-lösningar är inom plastindustrin, där den avskilda koldioxiden kan omvandlas till råmaterial som sedan kan användas till att tillverka nya produkter i plast.

Varför är företag och investerare intresserade av koldioxidavskiljning?

Att skilja av och samla in koldioxid som släpps ut från en enskild industrianläggning är för närvarande den vanligaste formen av koldioxidavskiljning. Sådana system används redan över hela världen. Med tanke på att industrin står för en fjärdedel av alla globala växthusgasutsläpp har koldioxidavskiljning en central roll när det gäller att nå klimatmålen, som satts upp av exempelvis EU.

Avskiljning och lagring av koldioxid anses vara ett skalbart sätt att uppnå de nödvändiga minskningarna av koldioxidutsläpp som behövs i flera sektorer som annars skulle ha svårt att klara av sådana. Det finns flera produkter, som flytande bränslen, konstgödsel och plast som vi behöver i vår vardag och att utveckla produktionsprocesserna för dessa för att de ska orsaka mindre utsläpp kan ta decennier. Under tiden betraktas avskiljning och lagring av koldioxidutsläpp från dessa sektorer som ett hållbart, skalbart alternativ för utsläppsminskning.

På Neste har man redan planer på att vara en del av denna nya CCU-ekonomi.

”Vi arbetar aktivt med olika samarbetspartners för att utveckla CCU som en ny verksamhet för framtida tillväxt,” säger Kurkijärvi.

Vad är det som håller oss tillbaka från att införa storskaliga lösningar för koldioxidavskiljning?

De goda nyheterna är att vi redan har tekniken för att skilja av och lagra koldioxid permanent, eller för att omvandla den till nya material. Utmaningen är snarare att göra tekniken ekonomiskt hållbar.

”En av de aspekter som förhindrar en storskalig implementering är kostnaden,” säger Kurkijärvi.

För att kunna skala upp skulle man behöva mer incitament och fler stödåtgärder för finansiering. Eller genom att öka kostnaden för de andra lösningarna som orsakar mer koldioxidutsläpp.

”Demonstrationer och pilotprojekt är avgörande för industrin och makthavare för att dessa ska få en uppfattning om vad som kan göras med koldioxidavskiljning. Sedan är det dem att föra utvecklingen framåt genom att exempelvis utveckla regelverket,” tillägger Kurkijärvi.

Vilken är framtiden för CCS och CCU?

Neste har gjort ett åtagande om en koldioxidneutral produktion fram till 2035. För att nå målet måste företaget minska utsläppen från sin produktion betydligt, vilket också innebär omfattande satsningar på koldioxidavskiljning. Enligt Nestes experter är CCS i dagsläget förstahandsvalet för att hantera den avskilda koldioxiden. Neste utvärderar även olika användningsområden för den avskilda koldioxiden för att kunna skapa ett cirkulärt system för denna. Det är en av de uppgifter som Neste Innovation tillsammans med sina samarbetspartner tittar på just nu.

”Vi hälsar fler samarbetspartners som är intresserade varmt välkomna att vara med oss i det arbetet”, avslutar Suvi Kurkijärvi från Neste.