Karbonfangst og -lagring: hva det er og hvordan det fungerer

Hva er karbonfangst?

Karbonfangst refererer til en rekke teknikker som brukes til å fange karbondioksidet (CO₂) produsert av kraftverk og andre industrianlegg, typisk før det kan slippes ut i atmosfæren og bidra til global oppvarming. Karbondioksid som har blitt fanget opp gjennom en av disse metodene blir enten resirkulert til andre formål eller lagret der det ikke kan unnslippe - en prosess kjent som karbonbinding.

Hvordan karbonfangst fungerer

Det er flere forskjellige teknologier som er i bruk, eller under utvikling, for karbonfangst. De inkluderer:

Karbonfangst etter forbrenning: I den bredeste bruken i dag samler denne teknologien opp røykstabelutslipp, kalt røykgasser, før de kan slippes ut i luften. I en teknikk, kalt adsorpsjon eller absorpsjon, blir utslippene ledet inn i en enhet som kalles en absorber, hvor karbonet dioksid interagerer med kjemiske løsningsmidler som absorberer det, slik at det kan separeres fra de andre komponentgassene, som deretter løslatt. Deretter separeres karbondioksidet og løsningsmidlet slik at løsningsmidlet kan gjenbrukes, hvoretter karbondioksidet komprimeres for transport og lagring.

Fangst før forbrenning: Denne prosessen fjerner karbondioksid fra drivstoffkilden før den er fullstendig brent.

Oxy-fuel forbrenningsfangst: I denne formen for fangst brennes drivstoff i en atmosfære av nesten rent oksygen, i stedet for vanlig luft, som produserer en svært konsentrert form for karbondioksid som er lettere å samle.

Direkte luftfangst: I motsetning til de tre første metodene, som alle finner sted ved utslippskilden, forsøker direkte luftfangst å trekke karbondioksid ut av luften uansett hvor det finnes. For å gjøre det, suger gigantiske fans luft inn i en enhet som kalles en samler, hvor karbondioksidet deretter skilles ut gjennom midler som ligner på fangst etter forbrenning. Denne teknikken er stort sett fortsatt i det eksperimentelle stadiet.

Typer karbonlagring

Når karbondioksid har blitt fanget, er neste spørsmål, hva skal man gjøre med det? Et alternativ er å lagre, eller sekvestrere det, der det antagelig ikke kan skade atmosfæren. Det er to grunnleggende typer lagring: geologisk og biologisk.

Geologisk lagring: I geologisk lagring injiseres fanget karbondioksid dypt under jorden etter at det har blitt varmet opp og satt under trykk til "superkritisk" karbondioksid. Som US Department of Energy forklarer, superkritisk CO₂ "har noen egenskaper som en gass og noen egenskaper som en væske. Spesielt er den tett som en væske, men har viskositet som en gass. Den største fordelen med å lagre CO₂ i superkritisk tilstand er at det nødvendige lagringsvolumet er vesentlig mindre enn hvis CO₂ var under "standard" (rom)-trykkforhold." CO₂ er fanget under steinlag.

Biologisk lagring: Biologisk lagring er avhengig av naturlige prosesser for både å fange og lagre karbondioksid, for eksempel gjennom planting av skog, hvor trær og andre planter vil absorbere og beholde det samt produsere oksygen gjennom prosessen med fotosyntese.

Karbonfangst og -lagring (CCS) vs. Karbonfangst, utnyttelse og lagring (CCUS)

I stedet for bare å fange og begrave karbondioksid gjennom en karbonfangst- og lagringsprosess (CCS), noen teknologier gjør det mulig å bruke det produktivt – en prosess kjent som karbonfangst, -utnyttelse og -lagring (CCUS).

I følge Environmental Solutions Initiative ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), fanget noen karbondioksid pumpes inn i oljebrønner som en måte å "skylle ut olje som er vanskelig å trekke ut." I tillegg brukes det i noen drivhus for å hjelpe til med å vokse planter. Andre potensielle bruksområder inkluderer "dreiing av CO₂ inn i plast, byggematerialer som sement og betong, drivstoff, futuristiske materialer som karbonfiber og grafen, og til og med husholdningsprodukter som natron, blekemiddel, frostvæske, blekk og maling.» Ingen av disse er i storskala produksjon ennå.

Fordeler og ulemper med karbonfangst

Den største fordelen med karbonfangst er at den har potensial til å bremse og muligens reversere akkumuleringen av karbondioksid i jordens atmosfære, som er en viktig årsak til global oppvarming, klimaendringer og alle farene de posere.

Den største ulempen på dette punktet er kostnadene - spesielt kostnadene ved å skalere opp til det punktet hvor det vil ha stor innvirkning. I en rapport fra 2023 fra Intergovernmental Panel on Climate Change ble karbonfangst vurdert som en av de minst effektive og dyreste metoden for å redusere klimagassutslipp, rangert langt under alternativer som vind, sol, geotermisk og kjernekraft makt.

En relatert bekymring er at vektleggingen av karbonfangst unødvendig forsinker overgangen fra fossilt brensel til fornybar energi kilder. Som en artikkel fra 2021 i MIT Technology Review si det: "Støyen, nyhetene og hypen gir næring til en oppfatning av at karbonfjerning vil være billig, enkelt, skalerbart og pålitelig - noe vi ikke kan stole på."

Advokatgruppen Food & Water Watch er mer rettferdig: «Karbonfangst og -lagring (CCS) er fossilindustriens største plan som ennå ikke har blitt overtalt folk at klimakrisen kan løses mens de fortsatt er avhengig av hva de selger.» Det kaller CCS "falsk", "slangeolje", "en svindel" og "en markedsføring knep."

Historien om karbonfangst

Karbonfangst går tilbake til minst 1920-tallet, da olje- og gassborere begynte å skille karbondioksid fra metangass, som de kunne selge. Men det ser ut til å ha fanget inn bredere på 1970-tallet, da borere begynte å injisere det i oljebrønner for å hjelpe til med oljeutvinningsprosessen. Dette ble kjent som økt oljeutvinning.

Ideen skjøt litt fart på 1980- og 1990-tallet, ettersom miljøpåvirkningen av karbondioksid ble mer kjent. Likevel har fremgangen gått sakte. I dag er det rundt 40 kommersielle CCUS-anlegg i drift over hele verden, ifølge International Energy Agency, pluss "over 500 prosjekter i ulike utviklingsstadier."

Fremtiden for karbonfangst

Mens karbonfangst har mange kritikere, ser andre på det som i det minste et nyttig midlertidig tiltak. Som Det internasjonale energibyrået uttrykker det, kan CCUS-systemer «ettermonteres på eksisterende kraft- og industrianlegg, slik at de kan fortsette driften. Det kan takle utslipp i sektorer som er vanskelige å redusere, spesielt tunge industrier som sement, stål eller kjemikalier." Organisasjonen sier at CCUS også kan "fjerne CO₂ fra luften for å balansere utslipp som er uunngåelige eller teknisk vanskelige å redusere.»

En meningsartikkel på nettstedet World Economic Forum bemerker at "Klimaforskere hevder at det er umulig å nå netto-null [karbon]-mål uten CCUS-distribusjon på en bred global skala." Men, legger den til, "manglene ved disse teknologiene, inkludert høye kostnader og lav effektivitet, må løses før CCUS kan distribueres i stor skala og gjøres om til et effektivt klima løsning."

I USA er Lov om infrastrukturinvesteringer og arbeidsplasser, vedtatt i 2021, bevilget mer enn 12 milliarder dollar til CCUS-prosjekter – penger som gradvis blir brukt. I august 2023 kunngjorde for eksempel Department of Energy (DOE) at de investerte opptil 1,2 dollar milliarder i to kommersielle direkte luftfangstanlegg, ett i Louisiana og det andre i Texas. DOE sa at investeringen "tar sikte på å kickstarte et landsomfattende nettverk av storskala karbonfjerningssteder for å adressere eldre karbondioksidforurensning og komplementere raske utslippsreduksjoner."

Bunnlinjen

Karbonfangst og -lagring (CCS) er en av teknologiene som kan hjelpe i kampen mot fortsatt global oppvarming. Talsmenn ser på det som et verdig stopptiltak, men kritikere stiller spørsmål ved både kostnadene og effektiviteten.