Combat climate change through technology

Alstom kjører to parallelle løp i Norge

Sammen med partnere i Norge og Sveits utvikler Alstom Norway teknologi som drastisk reduserer energibehovet sammenlignet med tradisjonell CO2-fangstteknologi. Samtidig fortsetter selskapet å videreutvikle teknologien som er testet på Mongstad

Claude R. Olsen

Alstom ble for alvor kjent i Norge som aktør innenfor CO2-håndtering da selskapet bygde et testanlegg for CO2-fangst på Teknologisenter Mongstad (TCM). I testanlegget fanges CO2 fra røkgass ved hjelp av kjølt ammoniakk (chilled ammonia process). Testene ved TCM som nå er avsluttet, bekreftet at teknologien kan selges på  kommersiell basis, men at det er rom for forbedringer.

I prosjektet CHIPPER fase 1 som støttes av CLIMIT-programmet, bearbeider Alstom data fra testene sammen med SINTEF. Prosjektet som skal forbedre faktorer som energieffektivitet, kost, utstyr for måling  av prosessparametere og driftsikkerhet. Prosjektet inkluderer  tester på SINTEFs CO2-laboratorium på Tiller i Trondheim. Når prosjektresultatene foreligger i begynnelsen av 2016, vil Alstom vurdere om de skal gå videre med tanke på ombygging og nye tester på TCM i 2017.

– Bakgrunnen for at Alstom begynte med teknologi for CO2-håndtering for alvor i 2006 var at vi leverer kull-, olje- og  gassfyrte-kraftverk og at vi ønsket å kunne tilby våre kunder slike kraftverk med lave CO2-utslipp. Vi har jobbet frem flere teknologier til kommersiell status: amin, kjølt ammoniakk og oxy-combustion, sier Arne Ellestad, direktør for CO2-håndtering i Alstom Norway.

Kraftverkkundene har uteblitt så langt. Alstom ser derfor også på løsninger for kombinerte anlegg for CO2-fangst og bruk av CO2-en, enten til industriproduksjon (urea, metanol etc.) eller til økt oljeutvinning.

Regjeringens plan om fullskala i 2020

I likhet med andre leverandører av teknologi for CO2-fangst er Alstom utålmodig etter å komme i gang.

– Det er ikke mange muligheter i dag. Vi håper på et norsk prosjekt basert på at regjeringen har et mål om et fullskala anlegg i 2020. Og så er det muligheter i England og Nord-Amerika (EOR), sier Ellestad.

– Er det noe myndighetene kan gjøre for å få fart i markedet?

– Det som trengs er at noen investerer i å bygge et anlegg. Det må drives frem av myndighetenes krav til å redusere utslipp. Uten det, vil det ikke skje, sier Ellestad.

Nå ser Alstom frem mot White Rose-prosjektet i England som er et oxyfuel-anlegg med kull og eventuelt biomasse som brensel. Her kommer det tidligst en investeringsbeslutning om et år.

Reduserer energiforbruket med opp mot 90 prosent

I mellomtiden jobber Alstom med helt nye teknologier som kan være klare for et marked etter 2020. Selskapet har sett på flere såkalte andregenerasjons teknologier. En av de mest spennende er en karbonatsyklus som ikke trenger tilførsel av energi utenfra. Prosjektet kalles Fully Integrated Regenerative Carbonate Cycle (FIRCC).​


Prinsippskisse for kalsinering uten bruk av rent oksygen. Dersom Alstom lykkes i CLIMIT-prosjektet FIRCC, vil det bety en drastisk reduksjo i energibruken ved CO2-fangst. Illustrasjon: Alstom

Hovedprinsippet er en karbonatsyklus med to reaktorer. CO2 i røkgassen binder seg til kalsiumoksid og blir til kalsiumkarbonat i én reaktor, karbonatet flyttes over i en kalsineringsreaktor der CO2 frigjøres for videre kompresjon og lagring, mens kalsiumoksidet transporteres tilbake til den første reaktoren for å bli brukt på nytt. Dette skjer i en kontinuerlig prosess.

 

– Målet vårt for FIRCC er at CO2-fangstanlegget reduserer energivirkningsgraden i et kraftverk med bare ett prosentpoeng, sier Arne Ellestad. Foto: Alstom Norway
 
For å skaffe energien til å frigjør CO2-en, er det vanlige konseptet for denne teknologien å brenne fossilt brensel i ren oksygen. Det krever mye energi å produsere oksygen fra luften. Alstom og deres samarbeidspartnere (Tel-Tek, Høgskolen i Telemark, IFE og ETH/Zurich ) vil kutte hele dette leddet ved istedet å kalsinere med indirekte varmeoverføring fra røkgassen og i tillegg utnytte høykvalitetsenergi som frigjøres ved ca. 600 grader C i den første reaktoren når CO2 binder seg til kalsiumoksid.

Dersom de lykkes, vil energitapet bli drastisk redusert – opp mot 90 prosent. Den store gevinsten skyldes at operatøren ikke trenger å produsere oksygen for kalsineringen og pga. gjenvinning av frigjort energi ved høy temperatur.

– Målet vårt for FIRCC er at CO2-fangstanlegget reduserer energivirkningsgraden i et kraftverk med bare ett prosentpoeng. Dagens CO2-fangsanlegg medfører reduksjon med  ca  åtte prosentpoeng, fra typisk energieffektivitet på 45% i et moderne kullfyrt kraftverk, sier Ellestad.    

Pilotanlegg i 2017?

I prosjektet støttet av CLIMIT, undersøker forskerne hvor mye CO2 som bindes til kalken hvor mekanisk stabil kalsimoksidet er, det vil si hvor mange ganger det kan kjøre gjennom syklusene. De tester både naturlig kalsten og syntetisk sorbent. Forskerne er på vei til å få svar på hvordan prosessene skal se ut og hvilke materialer som skal brukes.

Når prosjektet etter planen avsluttes i august 2016, vil Alstom ha ferdig en design av et pilotanlegg. Markedsutsiktene i slutten av 2016 vil være avgjørende for  hvor raskt et pilotanlegg vil bli bygget.

Ellestad understreker at selv om resultatene så langt er lovende, er det mange år før de har en kommersiell løsning.

Overtas av GE

Alstom-konsernet jobber med CO2-fangst  også i Växjö i Sverige, Wiesbaden i Tyskland,  og i Knoxville og Windsor i USA. General Electric (GE) har gitt bud på å kjøpe «kraftdelen» av Alstom. Oppkjøpet er nå til behandling hos konkurransetilsynene i flere land. Det er ventet at dette blir avklart mot slutten av august.

– Til da er det "business as usual". Hvordan GE vil se på CO2-fangst er det for tidlig for oss å si noe om, sier han.

Gode eksempler

– Alstoms to prosjekter er gode eksempler på utvikling som har base i Norge, men med et sterkt internasjonalt samarbeid. For CLIMIT er det spennende med en stor industriaktør som både tenker marked på kort sikt med moden teknologi som i CHIPPER, med testing på TCM, og samtidig på lang sikt med andregenerasjons teknologi som i FIRCC, sier seniorrådgiver Svein Bekken i Gassnova og CLIMIT.

FAKTA OM DE TO CLIMIT-PROSJEKTENE

Chilled ammonia Process Performance optimization Phase 1 (CHIPPER P1)

Partnere: SINTEF Energi AS, SINTEF Materialer og kjemi, Alstom Carbon Capture GmbH og Alstom Norway AS
Periode: 2014-2016
Budsjett: 11,7 MNOK
CLIMIT-andel: 65 prosent

Fully Integrated Regenerative Carbonate Cycle (FIRCC) - Pre study

Partnere: Institutt for Energiteknikk, Tel-Tek, Høgskolen i Telemark, ETH Zurich, Alstom Carbon Capture GmbH og Alstom Norway AS
 Periode: 2013-2016
 Budsjett 24,6 MNOK
 CLIMIT-andel: 65 prosent

Publisert 29.06.2015

catching our future

All rights reserved TCM DA 2018 - Copyright
Webmaster: Solveig Holm