Värtaverket kan bli först i världen med minusutsläpp

Långläsning Energibolaget Stockholm Exergi har långt gångna planer på avskiljning och permanentlagring av koldioxid. En provanläggning för bio-CCS har utvecklats på en verkstad i Norrköping, Miljö & Utveckling har varit där.

Värtaverket kan bli först i världen med minusutsläpp
I den här containern ska koldioxid avskiljas. Foto: Peter Holgersson

Loren Jones, affärsområdeschef för Industrirör, möter upp vid kontoret på Saltängen AB, i utkanten av Norrköping. Som säkerhetsrutinerna föreskriver förser han oss med knallgula reflexvästar och skyddsglasögon. Tillsammans tar vi oss igenom de stora industrihallarna där slipning, svetsning och montering av stora metallkonstruktioner pågår för fullt.

Någonting är fel

Du är inloggad som prenumerant hos förlaget Pauser Media, men nånting är fel. På din profilsida ser du vilka av våra produkter som du har tillgång till. Skulle uppgifterna inte stämma på din profilsida – vänligen kontakta vår kundtjänst.
Miljö & Utveckling premium

Läs vidare – starta din prenumeration

  • Magasinet Miljö & Utveckling - 6 nummer per år
  • Full tillgång till allt digitalt material
Redan prenumerant?

– Här är den, säger Loren Jones och pekar på den stora blå container som står längst in i lokalen och som förhoppningsvis ska lösa några av de stora klimatutmaningarna.

Ska snart transporteras till Stockholm

Ena långsidan på anläggningen är öppen och innandömet fullpackat med rör, slangar, pumpar, kompressorer, tankar och manöverpaneler. En grupp av medarbetare, var och en med specialkompetens inom sitt område, arbetar koncentrerat för att färdigställa allt innan containern om några dagar ska transporteras upp till Värtaverket i Stockholm.

Ola Augustsson. Foto: Peter Holgerson

För dagen finns även Ola Augustsson, konsult och specialist på koldioxidavskiljning, på plats och tar oss med upp för stegen till taket på containern.

– Här ska de höga kolonnerna monteras, säger han. De kommer att kunna absorbera 70 procent av all koldioxid i rökgaserna om allt fungerar som det ska. Det är unikt. Värtaverket blir i så fall det första CO2-negativa kraftvärmeverket i världen.

Byggdes här för 1,5 år sedan

Fakta

Så här fungerar HPC, Hot Potassium Carbonate

Rökgaserna från förbränningen av biomassa leds genom en absorbtionskolonn och får under högt tryck reagera tillsammans med en lösning av kaliumkarbonat, varvid kaliumbikarbonat bildas.

När lösningen värms och trycket sänks i desorbtionskolonnen går reaktionen åt andra hållet och den rena koldioxiden frigörs.

Efter att koldioxiden förvätskats kan den tas om hand och transporteras till permanentlagring.

Det är andra gången som containern finns på plats på Saltängen. Första gången var då den byggdes för ett och ett halvt år sedan då man svarade för tillverkning av tryckkärl, montage av rör, instrument, pumpar och värmeväxlare samt isolering av olika detaljer. Därefter har anläggningen genomgått ingående tester på Värtaverket, men är nu tillbaka för uppgradering.

– Testerna föll så väl ut att man bestämde sig för att bygga ut för att öka energieffektiviteten och kunna forska på fler driftalternativ. Den stora förändringen är att absorptions- och desorptionskollonerna nu förlängs från cirka tre till 25 meter, berättar Loren Jones.

Ska placeras på Värtaverket

Stockholm Exergi, som ägs av Fortum och Stockholms kommun, har sedan flera år tillbaka ramavtal med Saltängen som årligen utför flera ombyggnationer och renoveringar i systemen för fjärrvärme och fjärrkyla, bland annat vid energibolagets största kraftvärmeverk – Värtaverket.

Det ligger vid Värtahamnen mitt i centrala Stockholm och inrymmer bland annat KVV8 – Kraftvärmeverk 8 – som är den största och nyaste produktionsanläggningen som invigdes 2016.

Värmer 190 000 lägenheter

Anläggningen producerar värme och el baserat på fast biobränsle i form av restprodukter från skogs- och sågverksindustrin, som till exempel flis, sågspån, grenar, kvistar och toppar.

Kapaciteten är imponerande – när KVV8 går för fullt behövs motsvarande tre skottkärror flis i sekunden för att producera värme och el. Det räcker i sin tur för att värma 190 000 lägenheter och driva 150 000 elbilar.

Koldioxid måste elmineras

Men förbränningen av biomassa förorsakar också stora klimatutsläpp. 2019 inleddes tester i samarbete med KTH för att fånga in och lagra koldioxiden genom så kallad bio-CCS – Bio Energy Carbon Capture and Storage. Testerna har sin upprinnelse i Parisavtalet, där målet är att den globala temperaturökningen ska hålla sig under 2 grader, helst 1,5 grader. För att visa vägen till målet har FN:s klimatpanel upprättat 116 olika scenarier. Nästan alla visar på behovet av att eliminera koldioxid från atmosfären.

– Men det finns ingen teknik som är bäst för det, förklarar Erik Dahlén, forskningschef på Stockholm Exergi. Däremot finns teknik som fungerar olika bra på olika ställen på jorden. Hos oss är det bio-CCS eftersom vi har så gott om skog och sågverk som kan försörja oss med restprodukter.

Gjort stor screeningstudie

Erik Dahlén. Foto: Stockholm Exergi

Även utsläpp av fossil koldioxid kan avskiljas och görs då med samma teknik som bio-CSS, men kallas CCS – Carbon Capture and Storage.

Inför de första testerna på Värtaverket utfördes en stor screeningstudie för att komma fram till den mest lämpliga tekniken inom bio-CCS.

– Under ett par års tid analyserade vi bland annat ekonomi, miljöaspekter och praktiska möjligheter av olika tekniska lösningar, berättar Erik Dahlén.

Koldioxidien frigörs

Den teknik som man slutligen fastnade för kallas HPC, Hot Potassium Carbonate, som bygger på att man tillsätter kaliumkarbonat till rökgaserna under ökat tryck och värme. Koldioxiden frigörs och avskiljs, medan den renade rökgasen går ut i skorstenarna.

Enligt Erik Dahlén är detta en känd teknik som introducerades redan på 1950-talet och som i dag används av 1 000-tals anläggningar i hela världen.

– Men det här är första gången som den används i ett bioeldat kraftvärmeverk för att gå från minskade koldioxidutsläpp till att åstadkomma minusutsläpp och kolsänkor, förklarar han. Det sker genom att träd och växter inte bara fångar upp koldioxid när de växer och skapar ett klimatneutralt kretslopp, utan även att koldioxiden från kraftvärmeproduktionen nu avskiljs och lagras permanent.

Permanentlagringen inte bestämd

Hur koldioxiden från Värtaverket ska permanentlagras är ännu inte helt bestämt. Men planen är att den ska transporteras med fartyg till någon lämplig plats i Nordsjön där den pumpas ned i berggrunden.

Men att använda så kallad EOR-teknik (Enhanced Oil Recovery), där koldioxiden tillsammans med vatten trycks ned i gamla oljefält för att pressa upp mer olja, är ingenting som Stockholm Exergi vill medverka till, understryker Erik Dahlén.

– Principiellt har vi ingenting emot att pumpa ned koldioxiden i gamla gas- och oljefält. Men det får aldrig ske i syfte att utvinna mer olja och gas. Det motverkar hela syftet med koldioxidavskiljningen, fastslår han.

Fullskaleanläggning tidigast 2025

De närmaste åren kommer att ägnas åt fortsatta tester av tekniken för att få tillräckligt robusta resultat. Tidigast 2025 kommer en fullskalig anläggning för bio-CCS vid Värtaverket att vara i drift.

Enligt de beräkningar som gjorts kommer den att kunna avskilja cirka 800 000 ton koldioxid per år. Det motsvarar 1,5 procents av hela Sveriges nettoutsläpp eller utsläppen från hela vägtrafiken i Stockholm.

Tre stora utmaningar

Fortfarande är det en bit kvar innan man nått hela vägen fram och enligt Erik Dahlén finns främst tre utmaningar med projektet, närmare bestämt teknik, juridik och finansiering.

– Med den uppgraderade testanläggningen ska vi bland annat forska på driftförhållanden som minimerar både energiåtgång och driftkostnader. Andra mål är att skaffa oss kunskap om hur olika tillsatser påverkar energiflöden och infångningsgrad. Tekniskt känner vi oss ändå komfortabla med att det kommer att gå bra, förklarar Erik Dahlén.

Inga juridiska hinder enligt Stockholm Exergi

Juridiskt ser han heller inga hinder i dagsläget, trots att avtal måste upprättas med ett annat land om permanentlagring.

Den stora utmaningen är finansieringen, menar Erik Dahlén.

– Problemet är att bio-CCS inte utmynnar i någon fysisk, kommersialiserbar produkt. En kolsänka är enbart förenad med kostnader, säger han.

Och prislappen är hög – cirka 1 000 kronor per ton koldioxid, inklusive kostnader för infångning, transport och lagring samt kapitalkostnader. Samtidigt kräver processen mycket elenergi, även om nästan allt går tillbaka som fjärrvärme i systemet.

– Men kostnaden per ton är ändå lägre och potentialen högre än för många andra klimatåtgärder, säger Erik Dahlén.

”Plantera skog ingen pålitlig kolsänka”

Kostnaden för klimatkompensation skulle däremot vara ännu lägre, medger Erik Dahlén.

– Men att investera i vindkraft eller plantera skog är ingen pålitlig kolsänka. Här fångar vi upp koldioxiden och lägger tillbaka den permanent i geosfären, säger han.

Stor investering

Någon kalkyl för en fullskalig anläggning är ännu inte kommunicerad. Men det finns indikationer om att det handlar om en investering på i storleksordningen några miljarder kronor. Erik Dahlén pekar på några tänkbara finansieringslösningar.

– Ett sätt är att hitta betalningsvilja hos företag som i dag har klimatavtryck, men vill uppnå klimatneutralitet genom att köpa kolsänka av oss. Vi har även testat marknaden med en produkt som heter Fjärrvärme med minusutsläpp (FMU) och funnit ett stort intresse, säger han.

Europeisk finansiering får komplettera

En annan, kompletterande lösning är att söka projektfinansiering hos olika stödfonder i Europa, som till exempel EU Innovation Fund.

Den lösning som ändå ligger närmast till hands bygger på statliga styrmedel. Redan hösten 2019 beviljade Energimyndigheten ett bidrag på 4,3 miljoner kronor, motsvarande halva kostnaden för testanläggningen, och gick i höstas in med 31 procents stöd till ombyggnationen.

Bio-CCS en kompletterande åtgärd

Bio-CCS har även fått tummen upp av den klimatpolitiska vägvalsutredningen, som fick i uppdrag av regeringen att föreslå en strategi för hur Sverige ska nå negativa utsläpp av växthusgaser efter 2045. I januari 2020 överlämnade de sitt förslag – Vägen till en klimatpositiv framtid. I det slår man fast att det förutom omfattande utsläppsminskningar av koldioxid krävs kompletterande åtgärder, som till exempel bio-CCS.

Förslaget har därefter gått på remiss hos ett 100-tal olika instanser och fått ett starkt stöd. Nio av tio remissinstanser står bakom förslaget om att implementera bio-CCS i Sverige, sju av tio att styrmedlen utformas så att de riktas mot avskiljning och lagring av biogent koldioxid och nästan nio av tio att implementeringen bör trappas upp.

Tror på stor potential

Något beslut har ännu inte fattats av riksdagen. Men Erik Dahlén ser inga politiska risker med att investera i tekniken.

Det finns en stor potential för bio-CCS överallt.

– Det är visserligen inte vår uppgift att räkna på marknaden som helhet. Men min bedömning är att det finns en stor potential för bio-CCS överallt där man har punktutsläpp av koldioxid. Speciellt intressant är det för anläggningar nära kusten, som till exempel Värtaverket, varifrån koldioxiden lätt kan skeppas iväg för permanentlagring, säger han.

Finputsning pågår

Men även om det fortfarande pågår diskussioner kring finansieringsfrågan går tester och teknisk utveckling vidare. Och på Saltängen pågår den sista finputsen och intrimningen av anläggningen innan den transporteras iväg till Värtaverket för fortsatta tester.

Här möter vi även Jakob Asmar, projektledare på Saltängen, som har många både stora och små detaljer att bocka av innan allt är klart för leverans. Bara en sådan sak som transporten från Norrköping till Stockholm kräver noggrann planering.

– Transporten kommer att gå på lågsläp för att klara alla broar och viadukter enligt en noga utstakad färdväg, berättar han.

Inget problem att skala upp konstruktionen

Fakta

Koldioxiden får alger att växa

Som ett sidospår till bio-CCS har Stockholm Exergi även gjort försök med bio-CCU, där U står för Utalization. Istället för att permanentlagra koldioxiden kan den användas för att skapa så kallad undanträngning av växthusgasutsläpp. I det här fallet för att odla alger, som gått till utfodring av kor.

– Det gör att algerna blir mer näringsrika och korna därmed rapar upp mindre metangas. Men det har en ytterst marginell betydelse för oss. Vår huvudfokus ligger på att skapa kolsänka, konstaterar forskningschefen Erik Dahlén.

Men om eller rättare sagt när det sedan blir grönt ljus för en fullskalig anläggning finns beredskapen. Konstruktionsmässigt ska det inte vara några problem, enligt Loren Jones.

– Men det blir förstås någonting helt annat. Om absorptions- och desorptionskollonerna på testanläggningen har en diameter på några decimeter talar vi om flera meter på fullskaleanläggningen, säger han.

Många är nyfikna

I gruppen som arbetar frenetiskt med att färdigställa alla funktioner i containern ingår även Simon Dahlgren, konstruktör på Midroc, som svarar för design av kolonner och rördragning.

– Visst – det är många som hör av sig och vill veta hur det går. Om alla tester faller väl ut kan jag tänka mig att det blir flera liknande anläggningar framöver. Det här är en teknik som definitivt har framtiden för sig, fastslår han.

Joakim Mourujärvi under arbete med testanläggningen får koldioxid-avskiljning, hos Saltängen Industri.
Foto: Peter Holgersson

Kostnaderna är den stora utmaningen

Tomas Kåberger är affilierad professor i förnybar energi vid Chalmers tekniska högskola, ledamot i Klimatpolitiska rådet samt sitter i styrelsen för Vattenfall och Sustainable Energy Angels AB. Så här säger han om framtiden för bio-CCS.

Vad tänker du om möjligheterna att använda bio-CCS för att nå Sveriges klimatmål?

– Det är ett av de få sätten som finns för att åstadkomma negativa utsläpp. Samtidigt dyrare än att undvika huvuddelen av dagens utsläpp.

Hur mogen bedömer du tekniken?

– Allt är demonstrerat och man vet att tekniken fungerar. Det besvärliga är att i verkligheten hålla nere kostnaderna. Kostnaderna är den stora svagheten.

Hur ser du på att använda skogsråvara till förbränning?

– Om biomassa ska vara klimatneutralt förutsätter det att skogens biomassa totalt sett inte minskar. Det är inte ekonomiskt att avverka skog bara för energiändamål. Sågtimmer och massaved är mer värt än el och värme. Däremot kan det vara ekonomiskt rimligt att elda biprodukter.

– Men även om skogens biomassa minskas kan man hävda att det är bättre att elda biomassa än att elda fossila bränslen. Koldioxiden kan fångas upp genom återbeskogning enklare än att återuppbygga fossila lager av kol.

– Det viktiga måste ända vara att se till att vi inte utrotar djur och växer, att vi behåller biomassan konstant och att skogens råvaror används för att göra maximal nytta.

Vilket styrmedel behövs för att utveckla bio-CCS?

– Högt pris på CO2-utsläpp och lika hög bonus på att lagra koldioxid som via biomassa tagits från atmosfären.

Miljö & Utveckling

Miljö & Utveckling Premium

Full tillgång till allt digitalt material.