Spania først ute med pre-combustion CO2-fangst

ingressimage_Elcogas1.jpg Photo: (Foto: Bjørn Utgård/Bellona)

Bellona har nylig vært i Spania for å lære mer om det kommende pilotanlegget for rensing ved ELCOGAS-anlegget. Anlegget vil mest sannsynlig bli det første i verden med pre combustion-teknologi. Denne teknologien innebærer at CO2 renses ut fra fossilt brensel før det forbrennes. Les mer om ulike typer CO2-fangst her.

Det spanske pilotanlegget har et budsjett på € 18.500.000, og finansieres delvis av sentrale og regionale myndigheter, delvis av ENDESA, EDF, Iberdrola og andre energiselskaper som i fellesskap eier ELCOGAS.

Foreløpig ikke fullskala

Prosjektet er en del av et nasjonalt strategisk forskningsprogram (PSE-CO2), som har som hensikt å utvikle og demonstrere teknologi for fangst og lagring av CO2 i kommersiell skala.

Det foreligger foreløpig ingen konkrete planer om fullskala CO2-rensing ved anlegget, men ekspertise fra ELCOGAS er involvert i planleggingen av tilsvarende anlegg i fullskala i Kina.

Høy virkningsgrad

Kullkraftverket er av typen Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC). Dette er en moderne varmekraftteknologi, og ELCOGAS er et av fire IGCC-anlegg i verden.

Anlegget har siden midten av 90-tallet vært i kommersiell drift, men har status som forskningsinfrastruktur og er gitt tillatelse til å levere strøm til nettet når det passer.

Anlegget har en kapasitet på 335 MW (ISO), og oppnår i utgangspunktet en netto virkningsgrad på 42,5 prosent, 10 til 15 prosentpoeng høyere enn konvensjonelle varmekraftverk. Etterhvert som komponenter og systemintegrering forbedres er det ventet at nettovirkningsgraden vil komme opp i over 50 prosent.

Biomasse som brensel

En annen fordel med IGCC er høy brenselfleksibilitet. I tillegg til petroleumskoks og kull i ulike kvaliteter kan også biomasse og avfall brukes som brensel. Biomasse kombinert med CO2-håndtering vil kunne gi netto negativ klimaeffekt: man bidrar til å fjerne CO2 fra atmosfæren.

Prosessen starter med at det brenslet omdannes (gassifiseres) til syntesegass, en blanding av hydrogen og karbonmonoksid (CO). Partikler og svovel fjernes fra syntesegassen, og selges delvis som råstoff til andre bedrifter i området.

Syntesegassen forbrennes så i en gassturbin som generer elektrisk energi. Varme som utvikles under gassifisering og forbrenning brukes til å produsere damp, som driver en dampturbin. Kombinasjonen av gass- og dampturbiner er opphavet til betegnelsen combined cycle, et konsept som også brukes i moderne gasskraftteknologi.

Tilgjengelig teknologi

CO2-renseanlegget er for tiden under detaljprosjektering, og byggestart er satt til midten av 2008. Det valgte konseptet innebærer utelukkende bruk av kommersielt tilgjengelig teknologi.

Den første prosessendringen er at det gassifiserte brenselet (syntesegassen) kjøres gjennom en såkalt skift-reaktor. Dette gir en gassblanding rik på hydrogen (50 prosent) og CO2 (39 prosent) under et trykk på 16 bar, noe som gir gode forhold for CO2-rensing.

Flere ulike teknologier er kommersielt tilgjengelig for separere CO2 fra hydrogen. For det første pilotanlegget er det valgt å bruke kjemisk absorpsjon ved hjelp av et amin, et anlegg som skal leveres av Linde Gas. Dette er en teknologi som har vært i kommersiell bruk i lang tid, og det er denne teknologien som skal benyttes på renseanlegget på Kårstø.

Noe av hensikten med prosjektet er imidlertid også å bruke anlegget som laboratorium for utvikling av nye renseteknologier, for eksempel faste adsorbenter og membraner.

Hydrogen

Produktfleksibilitet er nok en fordel med IGCC. I tillegg til å generere elektrisk kraft gjennom forbrenning av syntesegassen, egner prosessen seg godt for produksjon av hydrogen. Introdusering av CO2-rensing forsterker denne muligheten, ettersom det gir en gasstrøm rik på hydrogen.

Rent hydrogen har i dag et bredt spekter av industrielle bruksområder, og vil som energibærer kunne spille en sentral rolle for å gjøre transportsektoren klimanøytral.

Samarbeid med Kina

De positive erfaringene fra IGCC-anlegget i Puertollano danner nå utgangspunktet for internasjonale samarbeidsprosjekter. Eksperter fra ELCOGAS bidrar blant annet til å realisere det første IGCC-anlegget med CO2-håndtering i Kina, det statlige GreenGen-prosjektet.

Kinas elektrisitetsforsyning er dominert av kullkraft (80 prosent), og har vokst med 12-15 prosent årlig siden 2003. I 2005 alene økte produksjonskapasiteten med 70 GW, nesten tre ganger Norges samlede kapasitet. Dette bidrar til at Kina er det landet med størst utslipp av klimagasser.

Bynære, konvensjonelle kullkraftverk bidrar også til å gjøre kinesiske byer til verstinger på helsefarlig luftforurensing. Dette taler for at IGCC vil få en stadig viktigere rolle, ettersom den nesten eliminerer utslippet av NOx, SOx og partikler.

Bjørn Utgård

bjorn@bellona.no