Marked for grønn CO₂ fra biogassanlegg?

Jon Hovland, Sjefforsker SINTEF Industri

CO₂ er en klimagass, men er også en livsnødvendig gass og har mange bruksområder. I dag kommer hovedmengden av den CO₂ som brukes fra bruk av fossile råstoffer og energi. I Norge er ammoniakkfabrikken til Yara i Porsgrunn den største leverandøren av CO₂. I ammoniakkprosessen omdannes først lette hydrokarboner og vanndamp til hydrogengass i en prosess som kalles dampreformering. Deretter reageres hydrogenet med nitrogengass til ammoniakk. Biproduktet fra dampreformering er CO₂. Gassen distribueres av Nippon Gases, og mange har nok sett de hvite tankbilene deres på veien.

Det er grunn til å tro at markedet etter hvert vil etterspørre grønn CO₂. Yara planlegger etter hvert å gå over til hydrogen fra vannelektrolyse i ammoniakkfabrikken. Da er det slutt på CO₂ som et biprodukt. Det er nok noen år til, men vil etter hvert åpne markedet for andre aktører. Markedet for CO₂ er mangfoldig med bruk i drikkevarer som øl og brus, brannslukking, tørris-produksjon og flere andre anvendelser. Andre aktører vil etterspørre grønn CO₂ som en del av det grønne skiftet. Fangst og lagring av CO₂ for å redusere klimaendringer vil også påvirke markedet. Om det er biogen eller fossil CO₂ som fanges og lagres er uten betydning for konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren.

Biogass dannes ved mikrobiell omsetning av organisk materiale. Biogass inneholder rundt 60 % metan og 40 % CO₂, med mindre mengder av andre stoffer. Vanlig råmateriale for produksjon av biogass er avløpsslam, husdyrmøkk, matavfall og utenfor Norge energivekster som mais. Ved oppgradering av biogass til biometan får man CO₂ som en sidestrøm med opp mot 100 % CO₂. Det vil være noen forurensninger, men det er kjent teknologi for å fjerne disse. Hvilke forurensinger som finnes og i hvilke mengder vil variere fra anlegg til anlegg. Problematiske komponenter som er viktige å fjerne, både med bruk av biometan til kjøretøy og ren CO₂, er hydrogensulfid, ammoniakk, vanndamp og flyktige organiske forbindelser (VOC). Renseteknologi for disse stoffene er også avhengig av hvilken teknologi som brukes for oppgradering. Bruk av CO₂ til drikkevarer har de strengeste kvalitetskravene, utarbeidet av EIGA (European Industrial Gases Association). Siden drikkevarer er et stort marked, kan det derfor lønne seg å produsere all CO₂ til denne spesifikasjonen, selv om kravene til teknisk bruk kan være lavere. Northern Lights prosjektet har på noen punkter, for eksempel innholdet av oksygen, strengere krav enn EIGA.

CO₂ kan distribueres i rørledning, på gassflasker eller i flytende form. Som eksempel på distribusjon i rør kan nevnes OCAP i Nederland som leverer til de mange veksthusene. Leveranse av CO₂ i rør er også vanlig for EOR (Enhanced oil recovery) i USA. CO₂ pumpes ned i oljefelt for å utvinne mer olje. Totalt er det ca. 6 500 km CO₂ -rørledning i verden.

Komprimert CO₂ leveres på gassflasker av stål. Typisk trykk er 50-60 bar. Ved dette trykket er CO₂ delvis i væskeform, så alt etter hvordan man tapper flasken, fra topp eller bunn, får man gass eller væskeformet CO₂. Flytende CO₂ leveres på tank, nedkjølt og under trykk, typisk -28°C og 15 bar.

CO₂ som tørris er nok kjent for de fleste. Tørris har flere bruksområder, hvor kjøling, underholdning «kokende kaldt vann» og tørrisrengjøring er noen eksempler.

Et biogassanlegg som produserer 100 GWh per år vil gi ca. 13 000 tonn CO₂. Hvis vi ser på andre alternativer til grønn CO₂ så er cellulose- og papirfabrikkene store kilder med 150-200 000 tonn per år. Røykgassen fra fabrikkene inneholder 15-16 % CO₂ så det kreves et fangstanlegg for å få ren CO₂. Alkoholproduksjon, gjæring av sukker til etanol, er også en kilde til CO₂. I Nederland er det en alkoholfabrikk som leverer CO₂ inn på OCAP-rørledningen. I Sverige selges flytende CO₂ fra vodka-produksjon.

Slik regelverket er i Norge i dag er det ikke noe insitament for å fange og lagre biogen CO₂. Det skjer imidlertid en utvikling av regelverket i EU som kan gi insitamenter. En mulig løsning er en sertifikatordning eller såkalt Contract for difference, hvor myndighetene auksjonerer sertifikater basert på lavest pris fra markedet. Slike ordninger er allerede tatt i bruk i California. Nå bygges det karbonfangstanlegg ved sementfabrikken til Norcem i Brevik. Fanget, flytende CO₂ fra sementproduksjonen skal skipes til Kollsnes for derfra å pumpes ut og lagres i berggrunnen under Nordsjøen, Langskip-prosjektet.

Det er naturlig at det vil bli mulighet å levere flytende CO2 i Brevik eller andre steder som har leveranse med skip til Kollsnes. Da kan biogassanlegg ha en markedsmulighet både i å selge grønn CO₂ til kunder, og den andelen som ikke selges kan eventuelt permanent lagres under Nordsjøen. Siden det er biogen CO₂ vil lagring være en klimapositiv teknologi. Slik kan biogassanlegg få inntekter både for salg av biometan og grønn CO₂.