DTU-forskere tester ny metode til CO2-fangst

Selv om der har været forsket i CO₂-fangst og lagring i 40 år, er der stadig behov for at forfine teknologien for at gøre den mest mulig energieffektiv. Det gælder ikke mindst nu, da CO₂-fangst og lagring er blevet en vigtig brik i regeringens klimaprogram, hvor det vurderes, at CO₂-fangst har potentiale til at reducere op mod 4-9 millioner ton CO₂ frem mod 2030.

På DTU har forskerne et godt stykke tid været i gang med at forske i og teste, hvordan man kan fange CO₂ fra røggas fra kraftvarmeværker eller fra biogasanlæg i stedet for bare at lukke den ud. Den hidtil mest anvendte metode går ud på at fange CO₂’en fra røggassen og lede den over i en væske. Den metode er effektiv, men også meget energikrævende.

Nu er forskere fra DTU så klar til at teste en ny og mere energieffektiv metode, hvor CO₂’en kan fanges i et fast materiale og opgraderes til et renere produkt, der efterfølgende kan benyttes til at fremstille fx brændstoffer.

”Vi har forsket i flere år for at finde frem til en type miljøvenligt materiale, som CO₂ kan binde sig til, men som i stedet for at være flydende fremstår på fast form, og hvor man kan opgradere den fangede CO₂ med væsentlig mindre energi. Det skal vi her i efteråret 2021 til at teste i samarbejde med virksomheden Wärtsilä i Sverige, som leverer bæredygtige teknologier til industrien,” fortæller professor ved DTU Kemi Anders Riisager, der står i spidsen for projektet.

Selve fangstanlægget med den nye teknologi skal installeres og testes som et demonstrationsprojekt på et af Wärtsiläs biogasanlæg, hvor det skal oprense en del af den biogas, der produceres.

”Lidt forenklet installerer vi et fast materiale, der i sine porer har ionisk væske. Den ioniske væske binder CO₂’en, og når materialet er mættet med CO₂, kan CO₂’en efterfølgende nemt frigives ved en kombination af let opvarmning og sænkning af trykket. En af fordelene ved at bruge en ionisk væske er, at den ikke fordamper til gas, når den opvarmes eller trykket sænkes, og den forbliver derfor i det faste materiale, der kan genanvendes i fangstanlægget. På den måde undgås opvarmning og pumpning af overskydende væske i anlægget,” siger Anders Riisager og uddyber:

”Ved de nuværende mest anvendte metoder føres røggassen eller biogassen gennem lange rør til en stor mængde væske – typisk vand – som indeholder forskellige tilsætningsstoffer, der hjælper med at optage CO₂’en i væsken. Når CO₂’en er optaget i væsken, er den fanget. Det er imidlertid ret energikrævende, fordi der skal der tilføres en del varme for at frigive CO₂’en, som er stærkt bundet til tilsætningsstofferne i væsken, samtidig med at der benyttes en masse spildvarme for at opvarme den resterende væske. Det slipper vi for med den nye metode.”

Fast materiale giver flere fordele
Wärtsilä har flere planer med det nye fangstanlæg, hvis det virker så godt i virkeligheden, som i laboratoriet.

”For os handler det om at være med helt fremme i udviklingen af ny bæredygtig energi, og vores planer er at anvende metanen fra biogassen lokalt som brændstof i bybusser og på sigt opgradere CO₂’en til et rent produkt, der kan indgå i fx grønt flybrændstof”, siger Lars-Evert Karlsson, som er Innovation & System Design Manager hos Wärtsilä Biogas Solutions.. 

Forskerne håber på at kunne fange op mod 90 procent af CO₂’en fra biogassen med mindre end den halve energi i forhold til de nuværende gængse metoder.

Materialet med den ioniske væske er udformet som små rør. Ifølge professor Anders Riisager vil testen med at indfange CO₂’en fra biogasproduktionen på anlægget i Sverige blive udført med ca. 10 kg af materialet. Billede: DTU Kemi.

De tester metoden i op mod et halvt år for at undersøge, om materialet bliver ved med at kunne fange og frigive CO₂’en effektivt. Både materialerne og processen er patenteret.

”En af fordelene ved at fange CO₂ i et fast materiale er, at det er en mere sikker metode, idet man undgår at skulle håndtere flydende kemikalier, og det gør metoden velegnet til også at kunne bruges ude hos landmanden på lokale biogasanlæg. Et fast materiale kræver ikke tankbiler eller specielle foranstaltninger for at blive håndteret,” siger professor Anders Riisager og fortsætter:

”Den nye metode egner sig godt til mindre anlæg, og den er også billigere både at etablere og drifte end nuværende teknologi, der ofte kun bruges på store centrale anlæg”.

Han forklarer, at hvis den nye teknologi skulle køre med meget store og fortyndede CO₂-gasstrømme som på fx kraftværker, ville anlægget skulle være meget stort for at være tilstrækkeligt effektivt. Med lavere og mere koncentrerede CO₂-gasstrømme fra fx biogas virker et lille anlæg meget effektivt.

Anders Riisager forventer, at demonstrationsanlægget i Sverige kaster gode resultater af sig, så teknologien kan udbredes til flere mindre anlæg også i Danmark og dermed blive en af de metoder, som bidrager til at fange CO₂. På sigt vil teknologien efterfølgende kunne indgå i udviklingen af nye grønne brændstoffer og dermed bidrage til at nå klimamålene. 

Læs mere om DTU’s forskning i CO₂-fangst